“液氦”助力核磁共振

      核磁共振是一種物理現(xiàn)象，作為一種分析手段廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)生物等領(lǐng)域，到1973年才將它用于醫(yī)學(xué)臨床檢測。由于氦氣的低溫超導(dǎo)性，它是作為磁共振和核磁共振超導(dǎo)磁體的理想冷凍氣體，氦氣可實現(xiàn)-451華氏度的深冷溫度，有效獲取內(nèi)臟器官和組織等的高分辨率圖像。

      成像原理：核磁共振機(jī)使用較強(qiáng)大的磁場，使人體中所有水分子磁場的磁力線方向一致，這時磁共振機(jī)的磁場突然消失，身體中水分子的磁力線方向，突然恢復(fù)到原來隨意排列的狀態(tài)。反復(fù)多次施加磁場又突然消失，核磁共振機(jī)會得到充分的數(shù)據(jù)并運算后成像。

      簡單說就相當(dāng)于用手搖一搖，讓水分子振動起來，再平靜下來，感受一下里面的振動。所以，核磁共振(MRI)也被戲說為是搖搖看的檢查。

其中，液氦可是發(fā)揮了巨大作用

      超導(dǎo)磁體浸在液氦環(huán)境中，液氦外邊一層是液氮。液氦的作用是為了維持磁體的超導(dǎo)，以提供所需的磁場環(huán)境，液氦是為了在液氦與外界環(huán)境之間加一個“隔溫層”，以減少液氦的揮發(fā)。

以1.5T超導(dǎo)磁共振制冷系統(tǒng)為例講一下其工作原理

      眾所周知，維持超導(dǎo)磁體超導(dǎo)狀態(tài)所用的制冷劑是液氦。一個良好的、穩(wěn)定的冷卻系統(tǒng)，不僅是超導(dǎo)環(huán)境存在的重要保證，而且能大大降低液氦的揮發(fā)，減輕磁共振運行成本。

      超導(dǎo)型磁體的磁場建立是在超導(dǎo)環(huán)境中為超導(dǎo)線圈通電流而產(chǎn)生強(qiáng)磁場的。在理想狀態(tài)下，磁場一旦建立，只要維持超導(dǎo)線圈的超低溫環(huán)境，強(qiáng)磁場就長期存在。超導(dǎo)材料主要是鈮，鈦與銅的多絲復(fù)合線，它的工作溫度為4.2K（-268.8℃）。因此我們必須建立超導(dǎo)環(huán)境，將超導(dǎo)材料置于工作溫度4.2 K下。

      簡而言之，超導(dǎo)線圈要產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，必須使線圈中心的電流零阻力，只要超導(dǎo)線圈在真空中保持超低溫（－268.8℃），就能達(dá)到零電阻，而液氦的作用就在于此。

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液氦充裝現(xiàn)場（參考）

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