2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a 7 tesla-class tubular MgB2 bulk magnet with a large bore to achieve a high-resolution MRI device for a mouse experiment
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18K04920
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
内藤 智之 岩手大学, 理工学部, 教授 (40311683)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤代 博之 岩手大学, 理工学部, 教授 (90199315)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | MgB2超伝導体 / バルク磁石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，７テスラ級磁場を発生させるMgB2超伝導バルク磁石を開発し小型MRI用の磁場発生源として利用することを目的として実施した。最終年度は主にMgB2バルク磁石の捕捉磁場強度化に取り組んだ。磁束ピン止めに有効なTiをドープしたMgB2バルクを浸透法で作製することに成功し，高特性の目安となる20 Kで2テスラの磁場を捕捉することが出来た。TiドープしたMgB2バルクを用いたNMR信号検出やMRI撮像の実験は新型コロナによる出張制限等により最終年度は実施できなかったが，本研究課題を発展させた基盤研究(B)「磁気共鳴装置への応用を目指したMgB2超伝導バルク磁石レンズによる強磁場発生（2021～2024年度）」において実施する予定である。研究期間全体を通しては以下の成果が得られた。MgB2バルク磁石としては世界記録となる5.6テスラの捕捉磁場を達成し，磁気的不安定性を解決できれば4.2Kで7テスラ級の磁場を捕捉できる可能性を示した。また，円筒状MgB2バルク磁石が発生する磁場中においてNMR(核磁気共鳴)信号の検出実験を行い，自製NMRプローブによりシリコンゴム試料からプロトン(1H)のNMRスペクトルを検出することに成功した。NMRでは磁場均一度に加えて磁場の時間安定性も重要である。円筒状MgB2バルクを20Kで着磁した後，磁束クリープを抑制するために15Kに過冷却した状態でプロトンのNMRスペクトルを25日間に渡ってモニターした結果，磁場減衰率は少なくとも0.1ppb/h以下と見積もられ，MgB2バルク磁石が磁気共鳴装置の磁極として長期使用に耐えることが明らかとなった。
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