理化学研究所,ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社,東京工業大学,日本電子株式会社,科学技術振興機構（ＪＳＴ）

令和４年１０月２５日

理化学研究所
ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社
東京工業大学
日本電子株式会社
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

世界一コンパクトな超１ギガヘルツのＮＭＲ装置の開発に成功

～重量は従来機の約１０分の１、液体ヘリウムの継ぎ足し不要～

理化学研究所（理研） 生命機能科学研究センター 機能性超高磁場マグネット技術研究ユニットの柳澤 吉紀 ユニットリーダー、ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社の斉藤 一功 取締役／ＣＴＯ、東京工業大学 生命理工学院の石井 佳誉 教授、日本電子株式会社 ＮＭ事業ユニット ＮＭ開発部 第１グループの蜂谷 健一 グループ長、科学技術振興機構 未来社会創造事業の小野 通隆 未来社会創造事業 プログラムマネージャーらの共同研究グループは、ビスマス系高温超電導コイル技術を用いることで、従来機と比べて約１０分の１の重量に抑えた世界一軽量・コンパクトな超１ギガヘルツ（１ギガヘルツは１０億ヘルツ）核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置の開発に成功しました。また、従来機では年間数百リットル以上を消費していた希少資源である液体ヘリウムの蒸発を、本装置ではゼロに抑えることに成功しています。

本研究成果により、高性能なＮＭＲ装置の簡便な利用や、アルツハイマー型認知症に関わるアミロイドβペプチドの解析などの先端研究の進展が期待できます。

今回、共同研究グループは、磁場を発生させるためのＮＭＲ装置用超電導マグネット内部の内層側に設置する高温超電導コイルの電流密度（コイル断面積当たりの電流値）を１．５倍に増やし、マグネット全体における高温超電導コイルの磁場分担を５０パーセント以上に増やすことで、重量約１．６トンのコンパクトな１．０１ギガヘルツ（＝１，０１０メガヘルツ［１メガヘルツは１００万ヘルツ］）のＮＭＲ装置を開発しました。また、極低温冷凍機で液体ヘリウム容器の内部を冷やす機構により、約２ヵ月にわたる運転の全過程で液体ヘリウムの液面レベルが保たれていたことから、ヘリウムの継ぎ足しも不要であることを確認しました。

本研究は、２０２２年１０月２４日（現地時間）に米国ホノルルで開催される国際会議「Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　２０２２」の招待講演で発表されました。

本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 未来社会創造事業 大規模プロジェクト型エネルギー損失の革新的な低減化につながる高温超電導線材接合技術「高温超電導線材接合技術の超高磁場ＮＭＲと鉄道き電線への社会実装（研究開発代表者：小野 通隆）」（ＪＰＭＪＭＩ１７Ａ２）、同研究成果展開事業戦略的イノベーション創出推進プログラム超伝導システムによる先進エネルギー・エレクトロニクス産業の創出「高温超伝導材料を利用した次世代ＮＭＲ技術の開発（開発リーダー：末松 浩人）」（Ｈ３０年度終了）の助成を受けて行われました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Present status of the development of a 1.3 GHz (30.5 T) LTS/HTS NMR magnet operated in the persistent-mode”

＜お問い合わせ先＞

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