Page 109 - Giáo trình môn học Nguyên lý tạo ảnh

Refil interval ( Năm ) ~4
Với thiết kế này có sự cải tiến đáng kể về cường độ từ trường. Điều này có
nghĩa là một cuộn dây siêu dẫn rất nhỏ cũng có thể tải một dòng điện lớn mà không
bị nóng. Nó có khả năng tạo ra một nam châm với rất nhiều vòng dây nhỏ cuộn lại và
sau đó cho dòng điện lớn chạy qua để tạo từ trường mạnh.
Hình 4.22 biểu diễn toàn khối nam châm siêu dẫn có cường độ từ trường là
1.5T, đường kính lõi là 1m. Bệnh nhân, các cuộn RF và gradient được định vị bên
trong lõi.

Hình 4.22. Ví dụ về một khối nam châm siêu dẫn
Chất siêu dẫn là chất có giá trị điện trở bằng 0. Vào những năm 50, một lớp vật
liệu dẫn mới được phát hiện ra là hợp kim của niobium và titanium và đã được sử
dụng rất nhiều trong chế tạo nam châm siêu dẫn cho máy cộng hưởng từ. Tính siêu
dẫn của vật liệu này tại nhiệt độ cao hơn nhiều các chất đã biết trước đây.
Hình 4.23 minh họa hình vẽ của một khối nam châm siêu dẫn. Trong trường
hợp này, 6 cuộn dây siêu dẫn được nối tiếp nhau thành một dãy và mang một dòng có
cường độ lớn trên 200A để tạo ra từ trường 1.5T. Đường kính của các cuộn vào
khoảng 1.3m, và chiều dài toàn bộ của cuộn dây là khoảng 65km. Toàn bộ chiều dài
của cuộn dây phải không có lỗi nào, những lỗi nếu có sẽ làm gián đoạn đặc tính siêu
dẫn của dây. Dòng trong cuộn dây chảy liên tục chừng nào mà nhiệt độ của cuộn dây
còn duy trì dưới nhiệt độ siêu dẫn. Nhiệt độ này vào khoảng 10K với cuộn niobium -
titanium. Những cuộn dây này được giữ với nhiệt độ thấp bằng cách đặt chúng trong
hệ thống làm lạnh có hai vách ngăn (tương tự như là cái phích đựng nước) cho phép
chúng ngập vào chất lởng helium ở nhiệt độ 4.2K.
Sự tăng nhiệt độ từ từ của chất lởng Heli có nguyên nhân từ sự tản nhiệt bên
trong hệ thống làm lạnh. Do đó nguồn helium phải được thay thế định kỳ. Nhiều nam
châm bây giờ sử dụng những tủ làm lạnh để giảm bít hoặc loại trừ yêu cầu làm đầy
lại nguồn dự trữ dung dịch helium. Bởi khả năng đạt được từ trường rất mạnh và ổn
định mà không cần tiêu thụ quá mức, nam châm siêu dẫn đã trở thành nguồn của từ
trường chính cho máy cộng hưởng từ.

Hình 4.23. Mô hình chi tiết khối nam châm siêu dẫn.
109