5 сентября 2017

Компания Siemens Healthcare GmbH представила доклад “Hub- and Site-cooling of MRI Magnets using Mobile Cryogenic System”, авторы S. K. Gandla and A. Mortensen, основная идея которого состоит в захолаживании МРТ магнита с помощью замкнутого контура с газообразным гелием и внешнего источника охлаждения на основе четырех криогенных рефрижераторов.

Схематично установка для охлаждения представлена на рисунке:

Установка состоит из 4х криогенных рефрижераторов SHI CH-110LT*, 4х геливых компрессоров SHI F-70, циркуляционного насоса для прокачки охлажденного газа, вакуумного насоса и автоматизированной системы управления. Суммарная холодильная мощность при 293 К составляет 1.4 кВт.

*Прим. автора обзора. CH-110 – это одноступенчатые рефрижераторы, достигающие минимальной температуры 25 К

Система в сборе показана на фото ниже:

Для начала захолаживания требуется сменить атмосферу в магните 3 раза, т.е. вакуумировать геливый объем и заполнить его газообразным гелием. Данная процедура занимает около 4х часов. График зависимости давления от времени при предварительных процедурах представлен ниже:

При захолаживании поддерживается избыточное давление около 1 атм.

Процедура захолаживания длится 5.5 дней, ниже представлен график зависимости температуры магнита, прямого и обратного потока гелия от времени.

Температура жидкого азота на магните достигается за 3.5 суток. Через примерно 5 суток температура магнита выходит на насыщение и стабилизируется на уровне 25 К.

Далее, по утверждению авторов, в магнит было перелито около 136 литров жидкого гелия, при этом уровень гелия в магните поднялся на 108 литров. Таким образом, потери гелия при заливке первого сосуда составили около 20%, что сравнимо с потерями при стандартной заливке. Данный факт дает авторам основание утверждать, что они достигли нулевых потерь жидкого гелия при захолаживании.

Данная установка для захолаживания установлена на базе Siemens в Бразилии в 2015 году, с тех пор большинство магнитов МРТ на рынке Бразилии захолаживаются с помощью описанной выше системы.

Как утверждается, с помощью системы захолаживания удается экономить около 1000 литров жидкого гелия с одного магнита МРТ, по сравнению с захолаживанием жидким азотом (* автор обзора считает, что данные об экономии 1000 литров несколько преувеличены, по опыту инженеров ООО МРТ-Крио, для захолаживания магнита от азотной температуры требуется 500-600 литров жидкого гелия).

            Также было продемонстрировано захолаживание магнита МРТ на месте установки.

Автор обзора: к.ф.м-н, инженер ООО МРТ-КРИО, Костров Е.А.