Hannover 2010 – scientific programme

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A: Fachverband Atomphysik

A 2: Atomic Systems in External Fields I

A 2.7: Talk

Monday, March 8, 2010, 15:30–15:45, F 107

Entwicklung homogener Magnetfelder für Handhabung und Transport von kernspinpolarisierten Gasen (Spinkoffer) — •Sergei Karpuk, Stefan Hiebel, Werner Heil, Jochen Krimmer, Ernst Otten und Zahir Salhi — Institut für Physik, Universität Mainz

Die Magnetresonanztomographie mit hyperpolarisierten Gasen ist inzwischen ein etabliertes medizinisches Bildgebungsverfahren. Die ³He-Polarisationsanlage in Mainz ist weltweit die einzige, welche über eine medizinische Zulassung im Rahmen des Arzneimittelproduktgesetzes verfügt und für Humanstudien eingesetzt werden darf. Das kernspinpolarisierte ³He wird in relaxationsarme Zellen abgefüllt und in magnetisch abschirmenden Zylindern mit dem homogenen Führungsfeld von 1 mT an Kliniken und Forschungseinrichtungen weltweit verschickt.

Angesichts von Transportzeiten bis zu 40 Stunden wurden permanent magnetisierte, wie auch stromgetriebene Spinkoffer mit einer restlichen relativen Feldinhomogenität (gradB)/B < 10⁻³/cm entwickelt, die eine gradientenbedingte Relaxationszeit von mehr als 400 Stunden garantiert. Das neue Verfahren zur Homogenisierung eines eingeschlossenen, permanenten Magnetfelds beruht auf der Stetigkeit seiner Parallelkomponente an der Grenzfläche zu dem parallel zur Feldrichtung magnetisierten Zylindermantel des Spinkoffers. Dabei müssen Streuflusseffekte durch Anpassung der Manteldicke kompensiert werden. Die Stirnflächen des Zylinders dienen als Polflächen. Beim stromgetriebenen Spinkoffer genügt es, ein Solenoid eng in einen Zylinder aus Mu-Metall einzupassen, um die geforderte Homogenität zu erreichen.