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2021 年度 実績報告書

7テスラ級・大口径MgB2超伝導バルク磁石の開発とマウス用MRIの超高感度化

研究課題

研究課題/領域番号 18K04920
研究機関岩手大学

研究代表者

内藤 智之  岩手大学, 理工学部, 教授 (40311683)

研究分担者 藤代 博之  岩手大学, 理工学部, 教授 (90199315)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードMgB2超伝導体 / バルク磁石
研究実績の概要

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。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Trapped field properties of MgB2 bulks prepared via an in-situ infiltration-reaction process using refined boron powders2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yuhei、Naito Tomoyuki、Fujishiro Hiroyuki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 32 ページ: -

    • DOI

      10.1109/TASC.2022.3158641

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of 1H NMR signal in a trapped magnetic field of a compact tubular MgB2 superconductor bulk2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yuhei、Naito Tomoyuki、Nakamura Takashi、Takahashi Masato
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 34 ページ: 06LT02~06LT02

    • DOI

      10.1088/1361-6668/abf66e

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MgB2超伝導バルク磁石の現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      内藤智之,藤代博之
    • 雑誌名

      低温工学

      巻: 56 ページ: 309~316

    • DOI

      10.2221/jcsj.56.309

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 円筒状MgB2超伝導バルク磁石を用いた1H NMR信号の検出2021

    • 著者名/発表者名
      髙橋裕平,内藤智之,仲村髙志,高橋雅人
    • 学会等名
      2021年度春季(第101回)低温工学・超電導学会
  • [学会発表] 無酸素銅板/MgB2超伝導バルク積層のパルス着磁における無酸素銅の効果2021

    • 著者名/発表者名
      吉田智貴,内藤智之
    • 学会等名
      2021年度春季(第101回)低温工学・超電導学会
  • [学会発表] Trapped field properties of MgB2 bulks prepared via an in-situ infiltration-reaction pro-cess using refined boron powders2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, T. Naito, and H. Fujishiro
    • 学会等名
      The 27th International Conference on Magnet Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] 無酸素銅板/MgB2超伝導バルク積層のパルス着磁における無酸素銅の効果II2021

    • 著者名/発表者名
      吉田智貴,内藤智之
    • 学会等名
      2021年度秋季(第102回)低温工学・超電導学会

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公開日: 2022-12-28  

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