Haku

Noise optimization of multi-layer insulation in liquid-helium cryostat for brain imaging

QR-koodi

Noise optimization of multi-layer insulation in liquid-helium cryostat for brain imaging

Aivokuvantamisessa käytettävän nesteheliumsiliön monikerroseristeen kohinan optimointi

Suprajohtavia kvantti-interferenssilaitteita (Superconducting quantum interference devices, SQUIDit) voidaan käyttää erittäin herkkinä magneettikenttäantureina. Niitä käytetään laajalti lääketieteellisissä kuvantamismenetelmissä kuten ultramatalan kentän magneettikuvauksessa ja magnetoenkefalografiassa, jotka tuottavat rakenteellista ja toiminnallista informaatiota ihmisaivoista. Jotta SQUIDeja voidaan käyttää suprajohtavassa tilassa, ne ovat upotettuna neste-heliumsäiliöön.

Jotta helium pysyisi nestemäisenä, säiliö on suojattava lämpösäteilyltä. Tämä eristesuoja toteutetaan yleensä asettamalla nesteheliumsäiliön tyhjiötilaan alumiinikerroksia, jotka heijastavat lämpösäteilyä tehokkaasti. Aluminoiduista eristekerroksista syntyy kuitenkin magneettista lämpökohinaa vapaiden elektronien lämpöliikkeen seurauksena. Tämän magneettisen lämpökohinan tasoa voidaan pienentää rikkomalla yhtenäiset metallipinnat pieniksi sähköisesti eristetyiksi alueiksi. Tällä hetkellä ei kuitenkaan tiedetä tarkasti eristettyjen alueiden pinta-alan ja eristekerrosten määrän vaikutusta kohinatasoon.

Tässä työssä kuvataan menetelmä laikutetun metallikerroksen magneettisen lämpökohinan laskemiseksi. Lisäksi työssä lasketaan arvio heliumin kiehumalle. Simulaatioista kävi ilmi eristetyn alueen pinta-alan ja eristekerrosten lukumäärän vaikutus sekä kohinatasoon että kiehumaan. Tuloksista nähtiin myös, että eristetyt alueet tulisi tehdä hyvin pieniksi, jotta kohina saataisiin halutulle tasolle. Koska tällainen materiaali voi olla haastava valmistaa, myös muita eristemateriaaleja tulisi harkita.

Tallennettuna: