Magnesy trwałe w urządzeniach do rezonansu magnetycznego

Mar 22, 2023 Zostaw wiadomość

Jądrowy rezonans magnetyczny (NMR) jest rodzajem zjawiska fizyki jądrowej. Block i Purcell opisali to zjawisko już w 1946 roku i zastosowali je w spektroskopii. Lauter Burr opublikował MR Imaging w 1973 roku, czyniąc NMR użytecznym nie tylko w fizyce i chemii. Znajduje również zastosowanie w medycynie klinicznej.

 

W ostatnich latach technologia rezonansu magnetycznego rozwijała się bardzo szybko i stawała się coraz bardziej dojrzała. Zakres kontroli obejmuje w zasadzie cały system i był promowany i stosowany na całym świecie. Aby dokładnie odzwierciedlić podstawę obrazowania i uniknąć pomyłki z obrazowaniem nuklidów, nazywa się to teraz rezonansem magnetycznym.

 

Rezonans magnetyczny wymaga silnego, jednorodnego pola magnetycznego, które jest generowane przez magnes. Magnesy są najważniejszą i najdroższą częścią sprzętu MR. Obecnie powszechnie stosuje się dwa rodzaje magnesów: magnesy trwałe i elektromagnesy, które dzielą się na dwie kategorie: przewodnictwo trwałe i nadprzewodnictwo.

 

Elektromagnes o stałym przewodnictwie wykorzystuje silny prąd stały przepływający przez cewkę do wytwarzania pola magnetycznego. Moc wymagana do utrzymania głównego pola magnetycznego wynosi około 100 kW. Ogólnie rzecz biorąc, potrzeba kilku godzin elektryczności, zanim pole magnetyczne osiągnie stabilny stan. Nadmierny prąd w cewce będzie generować dużo ciepła, wymiennik ciepła do rozpraszania ciepła wody chłodzącej.

 

Magnesy nadprzewodzące są obecnie szeroko stosowane. W stanie nadprzewodzącym prąd przepływa przez przewodnik bez utraty rezystancji, dzięki czemu przewodnik nie nagrzewa się. Drut o tej samej średnicy może przejść przez większy prąd w stanie nadprzewodzącym bez uszkodzeń. Cewka wykonana z materiału nadprzewodzącego może generować silne pole magnetyczne przy silnym prądzie, a po odcięciu prądu zewnętrznego prąd w cewce nadprzewodzącej pozostaje niezmieniony, dzięki czemu nadprzewodzące pole magnetyczne jest wyjątkowo stabilne.

 

Materiały z magnesami trwałymi mogą utrzymywać magnetyzm przez długi czas po namagnesowaniu, a siła pola magnetycznego jest stabilna, więc konserwacja magnesu jest prosta, a koszty konserwacji minimalne. Magnesy trwałe stosowane w urządzeniach do rezonansu magnetycznego obejmująMagnesy AlNiCo, trwałe magnesy ferrytowei magnesy NdFeB itp. Wśród nich magnesy NdFeB mają najwyższy iloczyn energii magnetycznej i mogą osiągnąć maksymalne natężenie pola przy niewielkiej ilości (do {{0}}.2T natężenia pola wymaga 23 ton niklu aluminiowego -kobalt, jeśli używany jest NdFeB, tylko 4 tony). Wadą magnesu stałego jako magnesu głównego jest to, że trudno jest osiągnąć natężenie pola 1T. Obecnie natężenie pola jest na ogół poniżej 0,5 T, co może być stosowane tylko w urządzeniach do rezonansu magnetycznego o niskiej częstotliwości.

 

Gdy magnes stały jest używany jako główny magnes, sprzęt do rezonansu magnetycznego może mieć kształt pierścienia lub jarzma, a instrument jest półotwarty. Ta struktura jest wielkim dobrodziejstwem dla dzieci lub osób z klaustrofobią.

 

4