NMR-Streufelder

NMR Streufeldabschirmungen werden benötigt um die starken Magnetfelder von NMR's zu begrenzen, meist um die 5 Gauss Linie einzuhalten. Die Anwendung der Abschirmungen bleibt jedoch nicht auf die Begrenzung von 5 Gauss Linien beschränkt. Mit dem Abschirmsystem Systron PowerShield® STF-I können Streufelder auch auch auf andere Werte begrenzt werden.

Beschreibung

NMR Streufeldabschirmsystem Systron PowerShield® STF-I

berechnung600mhz-kleinSimulation der Abschirmwirkung im Computer
 
Mit dem Systron PowerShield® Streufeldabschirmsystem STF-I werden Streufelder von NMR's geschirmt. Das Abschirmsystem wird gleichermassen für geschirmte oder ungeschirmte NMR's eingesetzt.
 
Die notwendige Fläche und die Dicke der Abschirmung wird mittels einer Computersimulation berechnet. Als Abschirmmaterialien werden ausschliesslich vom NMR-Hersteller definierte und getestete Materialien eingesetzt, welche auch mit den im Computer verwendeten Kennwerten der definierten Materialien übereinstimmen. 
 
Die Systron PowerShield® Streufeldabschirmung STF-I gelangt als Boden-, Wand- oder Deckenabschirmung zum Einsatz. In der Kombination können ganze Räume geschirmt werden.

Novartis Foschungslabor

Begrenzen der NMR Streufelder nach oben und unten mit der Systron PowerShield® Streufeldabschirmung zur Einhaltung der 5 Gauss-Linie

oxfordnmr

NMR im Forschungslabor

 
Ausgangslage
Die Streufelder eines Forschungs-NMR sollen nach oben und unten hin mit Abschirmmassnahmen so begrenzt werden, dass die 5-Gauss-Linie eingehalten wird. Die Wirkung der Abschirmung wird vorgängig mit einer Test-Abschirmfläche, verlegt auf dem Boden des sich über dem NMR befindlichen Raumes, überprüft.
bodenbefestigung

Befestigen der Abschirmung mit Nagel-Schusstechnik

 
Montage der Flächenabschirmung
Damit die Abschirmung absatzfrei verlegt werden kann wird der bestehende Unterlagsboden unter dem Magneten und im darüberliegenden Stockwerk entfernt. Die Abschirmung wird dann auf einer Fläche von 56m2 verlegt.

Als Abschirmung kommt die Streufeldabschirmung Systron PowerShield® STF-I zum Einsatz. Nach erfolgtem Verlegen werden die Abschirmplatten mit einer speziellen Schusstechnik  fest im Boden verankert.

bodenabgeschirmt

Fertig verlegte Abschirmung vor dem Abdecken mit Fliessmörtel

 
Fertig montierte Bodenabschirmung
Die Abschirmungen werden nach erfolgtem Einbau mit einem Fliessmörtel abgedeckt. Der Boden wird danach mit einem Kunststoffbelag abgedeckt. Die Abschirmung verschwindet somit unsichtbar im Boden.

Universität Konstanz

Felder eines NMR sollen nach oben hin (Hörsaal) so begrenzt werden, dass die 5 Gauss Linie eingehalten wird.

hoersaal800x600
 
Ausgangslage
Direkt über dem NMR-Raum befindet sich der Hörsaal der Universität. Aus der Computersimulation geht hervor, dass die 5-Gauss-Linie in den Hörsaal eindringt. Um die Grenzwerte einzuhalten müssen die Streufelder im Hörsaal auf max. 5 Gauss begrenzt werden.
Hörsaal oberhalb NMR Raum
 
 
ansys-mit-abschirmungStreufeldplot mit Abschirmung
 
Software Simulation
Mit einer Finiten Element Berechnung wird die Fläche und Dicke der notwendigen Abschirmung für die Begrenzung der Felder bestimmt. Gemäss Berechnung ist für eine an der Decke im NMR Raum montierte Abschirmung eine Fläche von 64m2 und eine Dicke von 4mm notwendig.
deckenabschirmung-klein
Montage der Abschirmplatten
 
Montage der Abschirmung
Die Montage der Abschirmung an der Decke auf 5m Höhe erfolgt mit Hilfe von Scherenbühnen. Die Einzelnen Abschirmelemente bestehen aus mehreren Lagen Silizium Eisen. Die Elemente werden wiederum in mehreren Schichten eingebaut, wobei Stossstellen der unteren Schichten mit der nachfolgenden Schicht angedeckt werden.
 
Die mehrschichtigen Elemente werden mittels auf den Scherenbühnen installierten Hydraulikhebern milimetergenau an der Decke platziert und mit speziellen Schwerlastankern festgeschraubt.
nmr-raum800x600
 
NMR Raum
Der fertig eingerichtete NMR-Raum unter dem Hörsaal. Die Deckenabschirmung ist eingebaut und weiss gestrichen. Installationen Lüftung, Gas etc. sind direkt auf die Abschirmung montiert.

In enger Zusammenarbeit mit den Planern wurde eine Deckenbefestigungskonstruktion gewählt welche für die Befestigung der Abschirmplatten und Installationen verwendet werden konnte. Somit konnte verhindert werden, dass die Abschirmung wieder durchbohrt werden musste.
NMR Raum fertig eingerichtet
 
 
messhoehe 15mm 800x600
 
Kontrollmessungen
Die Wirkung der Abschirmung wurde nach Inbetriebnahme des NMR durch Messungen am Boden des Hörsaals im 50x50cm Raster überprüft. Die Feldüberhöhung >5 Gauss zur einen Seite hin wurden in einem fest eingebauten Schrank gemessen in dem nicht geschirmt werden konnte und ja auch nicht geschirmt werden musst.
 
Fazit: Die Messungen stimmen sehr genau mit den Berechnungen überein. Die 5 Gauss Linie wird einwandfrei eingehalten. Der Hörsaal kann somit frei gegeben werden.
Messwerte im Hörsaal am Boden gemessen
 
 
Zum Seitenanfang