[发明专利]块磁结构体、采用其的NMR用磁体系统及块磁结构体的磁化方法

说明书

通过不均匀的外加磁场对块磁结构体磁化均匀性高的磁场。提供一种块磁结构体，其具有至少1个环状氧化物超导块体，且通过层叠环状氧化物超导块体或圆柱状氧化物超导块体而构成，覆盖该块磁结构体的外周面的至少1个外周加强环被嵌合。还提供一种块磁结构体的磁化方法，其包含在通过温度控制装置将上述块磁结构体维持超导状态的状态下，降低外加给块磁结构体的磁场的强度的基本磁化工序，在基本磁化工序后，按照形成块磁结构体的轴向上的至少一部分区域的磁场分布比磁化前的外加磁场分布变得均匀的磁场均匀化区域的方式，控制温度控制装置或磁场发生装置中的至少任一者，将块磁结构体磁化。

技术领域

本发明涉及块磁结构体及其磁化方法，更详细地讲，涉及通过采用不均匀的静磁场进行磁化而得到更均匀的磁场的块磁结构体、采用其的NMR用磁体系统及块磁结构体的磁化方法。

背景技术

在单晶状的REBa₂Cu₃O_7-x(RE是稀土元素)相中分散了RE₂BaCuO₅相的氧化物超导块体(所谓QMG(注册商标)块体)具有高的临界电流密度(以下有时表示为“Jc”。)，因而可通过磁场中的冷却及脉冲磁化进行励磁，可作为能产生强力磁场的超导块磁使用。

作为需要强磁场的应用领域，例如有NMR(核磁共振：Nuclear MagneticResonance)、MRI(磁共振成像：Magnetic Resonance Imaging)。无论哪一领域中使用的超导块磁，都需要几T的强磁场和ppm级的高均匀性。

关于采用了氧化物超导块体的NMR应用，例如可列举专利文献1～6及非专利文献1、2中记载的在小型(例如桌上)NMR中的应用。这些小型NMR应用的基本技术思想如下。作为磁化用磁使用的以往的NMR用超导磁体使用超导线材，为比较大型，具有ppm级的高均匀性，且能够产生高强度的磁场。在以往的NMR用超导磁体的室温孔的内部，配置层叠多个环状氧化物超导块体而成的块磁结构体。通过将该块磁结构体在高均匀磁场中冷却到超导状态，去除外加磁场，由此将通过以往的NMR用超导磁体产生的均匀磁场复制(copy)到块磁结构体。

在这样的小型NMR中的应用中，通常采用宽孔(室温孔径89mm)的NMR用超导磁体。与之相应，组合使用外径60mm左右、内径30mm左右的环状氧化物超导块体。此时的磁化温度为40K左右的相当低温，在可得到十分高的临界电流密度(Jc)的条件下进行磁化。其通过设定为并非环状氧化物超导块体的断面内的超导电流沿断面全体流过的状态(全磁化状态)，而是只部分地流过超导电流的状态(非全磁化状态)，从而能够具有富余地复制NMR用超导磁体内的强磁场。另外，为了确保磁化后复制在环状氧化物超导块体内的磁场的时间上的稳定性，而通过从磁化温度进一步冷却来形成小型NMR用的磁体。

这里，如果着眼于专利文献1～6及非专利文献1、2的磁化方法，例如专利文献1中公开了具有层叠环状氧化物超导块体而成的块磁的NMR系统中的利用脉冲磁化或静磁场磁化的磁化方法。专利文献2中公开了在具有层叠环状氧化物超导块体而成的块磁的NMR系统中，以中央部分的磁场强度分布具有上凸或下凸中的任一磁场分布的方式进行磁化的磁化方法。在磁场分布为上凸时，在其顶点磁场强度达到峰值，在磁场分布为下凸时，在其顶点磁场强度达到最小。

此外，专利文献3及非专利文献1中记载了通过外加均匀的静磁进行磁化的磁化方法。在该磁化方法中，采用具有圆筒形状的超导体的超导磁场发生装置，该圆筒形状的超导体是通过在圆筒形状且磁化率大的超导块体的两端面上同轴状配设圆筒形状且磁化率小的超导块体而构成的。例如根据专利文献3中公开的超导磁场发生装置，通过以满足规定条件的方式设计超导块体的磁化率和形状，能够在超导体的孔内形成超导体的轴向上的磁场强度均匀的捕捉磁场。

专利文献4中公开了在由圆筒形状的超导块体构成的超导体周围配置有补偿线圈的超导磁场发生装置。根据该超导磁场发生装置，在通过对超导体外加磁场进行磁化时，通过用补偿线圈补偿外加磁场，能够在超导体的孔内形成超导体的轴向上的磁场强度均匀的捕捉磁场。