Hauptquartier:
Stirling Cryogenics B.V.
Science Park Eindhoven 5003
5692 EB Son, The Netherlands
T +31 40 26 77 300
info@stirlingcryogenics.com


USA-Büro:Neu
Stirling Cryogenics Inc.
421 Fayetteville Street, Suite 1100
Raleigh NC, 27601 USA
T +1 610 714 9801
info@stirlingcryogenics.com
www.stirlingcryogenics.com

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Kühlung von MRI-Magneten

 

Kernspintomographen verwenden supraleitende Magnete, die auf 4K gekühlt werden, um hochauflösende Bilder des Gehirns, der lebenswichtigen Organe oder des weichen Gewebes eines Patienten zu machen. Diese supraleitenden Magnete müssen gekühlt und kalt gehalten werden, was eine kryogene Herausforderung darstellt. Dies geschieht in der Regel durch die Verwendung von flüssigem Helium.

Für eine erste Abkühlung wird ein supraleitender Magnet häufig mit LN2 gekühlt, um zunächst 77 K zu erreichen. Das LN2 wird dann abgepumpt, woraufhin LHe zur weiteren Abkühlung auf die erforderlichen 4 K verwendet wird.

Dieser Prozess ist kompliziert und kostspielig, weil das LN2 vollständig entfernt werden muss, während der nächste Schritt, die weitere Abkühlung von 77 K mit 4 K Flüssigkeit mit flüssigem Helium, noch weniger effizient ist. Helium ist eine wichtige Komponente in MRT-Systemen, die bereits zwei potenzielle Engpässe erlebt hat, von denen Krankenhäuser und Patienten in aller Welt betroffen sind. Das Heliumangebot ist jedoch endlich, und die Nachfrage ist in den letzten Jahrzehnten gestiegen.

Stirling Cryogenics hat ein alternatives Vorkühlsystem entwickelt, um das Gesamtsystem effizienter zu gestalten. Unter Verwendung von VJ-Leitungen wird dieses System an die Ein- und Auslässe angeschlossen, die mit dem LHe-Behälter verbunden sind. Das System beginnt mit der Erzeugung von Kühlleistung, die in den Behälter geleitet wird. Beim Anfahren ist der Kreislauf noch warm, dann sinkt die Temperatur langsam, da mehr und mehr Energie aus der thermischen Masse des Magneten entfernt wird. Abhängig davon dauert die Abkühlung von Umgebungstemperatur auf 20 K 1-3 Tage.

Nach der Vorkühlung auf 20 K wird das System abgekoppelt und der Magnet wie üblich direkt an die LHe-Versorgung angeschlossen. Der Vorteil ist, dass die Vorkühlung mit Helium erfolgt ist, so dass kein Reinigungsschritt erforderlich ist. Da der größte Teil der Energie der thermischen Masse bereits bei 20 K abgeführt wird, verbraucht der Rest nur eine begrenzte Menge LHe.

LTS Magnet Cooling Systems

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