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磁场模拟和超导磁性
摘要：超导磁性分离器技术利用了强烈的磁场的力量来区分磁性和非磁性材料，证明包括采矿，回收和水处理在内的各个部门都必不可少。本研究旨在通过全面的建模和仿真来阐明不同磁收集介质对超导磁分离器内磁场分布的影响。采用Infolytica磁铁软件，我们模拟了JS-6-102 Pilot尺寸超导磁分离器中的磁场分布，评估没有磁介质的条件，并且具有不同的磁性矩阵，包括网格和杆类型。我们的模拟表明，磁矩阵的包含明显改变了磁场的分布，从而增强了磁感应强度和磁场均匀性的变化。具体来说，我们发现较小的网状尺寸会产生更均匀的磁场，而较大的杆直径会引起更大的磁场失真。这些见解是优化超导磁分离系统的设计和操作效率的关键。
磁共振基础知识：磁场、核磁特性、组织对比度、图像采集
核磁共振 (NMR) 是对原子核磁特性的光谱研究。原子核的质子和中子具有与其核自旋和电荷分布相关的磁场。共振是一种能量耦合，当单个原子核被置于强外部磁场中时，它会选择性地吸收并随后释放这些原子核及其周围环境所特有的能量。自 20 世纪 40 年代以来，NMR 信号的检测和分析已作为化学和生物化学研究中的分析工具得到了广泛的研究。NMR 不是一种成像技术，而是一种提供有关放置在小体积、高场强磁性装置中的样本的光谱数据的方法。在 20 世纪 70 年代初，人们意识到磁场梯度可用于定位 NMR 信号并生成显示质子磁特性的图像，反映临床相关信息，再加上技术进步和“体型”磁体的发展。随着 20 世纪 80 年代中期临床成像应用的增多，“核”含义被抛弃，磁共振成像 (MRI) 及其大量相关缩略词开始被医学界普遍接受。随着磁场强度更高的磁铁以及解剖、生理和光谱研究的改进，MR 应用的临床意义不断扩大。对软组织差异的高对比敏感度以及使用非电离辐射对患者的固有安全性是 MRI 取代许多 CT 和投影射线照相方法的主要原因。随着图像质量、采集方法和设备设计的不断改进，MRI 通常是检查患者解剖和生理特性的首选方式。但它也存在缺点，包括设备和选址成本高、扫描采集复杂、成像时间相对较长、图像伪影明显、患者幽闭恐惧症以及 MR 安全问题。本章回顾了磁学的基本特性、共振概念、组织磁化和弛豫事件、图像对比度的生成以及获取图像数据的基本方法。第 13 章讨论了高级脉冲序列、图像特征/伪影的说明、MR 波谱、MR 安全性和生物效应。
磁性材料简介
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磁共振成像
磁共振成像 磁共振成像或 MRI 是诊断和评估神经系统疾病的重要工具。MRI 扫描仪是一种设备，患者躺在一个圆柱形管内，管内有一个大型强力磁铁。磁铁与连接到计算机的无线电波相结合，可产生非常清晰和详细的身体图像。与 CT 扫描或传统 X 射线不同，MRI 不使用电离辐射。MRI 在脊髓和大脑成像方面特别有用。它既可用于诊断神经系统疾病，也可用于监测某些疾病，如多发性硬化症。对于某些 MRI 研究，可以使用造影剂（通常是钆）来增强某些组织的可见性。造影剂通过放置在手臂静脉中的小静脉 (IV) 管注入。在进行 MRI 之前，请正常饮食并服用您常用的药物，除非另有指示。您将获得医院的病号服或被指示穿着没有金属扣件的宽松衣服。由于机器内有强力磁铁，因此务必取下所有配件，例如珠宝或发夹/发夹。金属物体可能会在检查期间干扰磁场，影响 MRI 图像的质量。磁场还可能损坏电子产品。扫描时长取决于医生想要成像的内容。扫描时间可能只有几分钟到一个多小时。
通过离子植入的磁性超材料
是在神经形态计算中应用的有前途的候选者，6 - 8以及宏伟的和自旋装置。9 - 11这些系统的质量和多功能性已经为探索新兴物理学1,3并扩大其潜在应用开辟了途径。但是，由纳米图案过程产生的这些磁性纳米阵列的地形可能会带来重大挑战。一个示例是观察到的与结构相关的强相关光子散射，该散射可能会掩盖阵列中的磁顺序引起的散射。12鉴于这些系统的光子散射特性可能在信息技术应用中发挥关键作用，13或X射线跨曲面中用于操纵光子角和轨道动量的X射线跨面，12探索在开发真正的平面阵列的方法至关重要的是在材料选择和精确的空间控制方面保持灵活性。研究此类处理的另一种动机源于最近的进步，表明磁性超材料作为计算物理底物具有巨大的潜力。8,14将这些材料与CMOS技术或磁随机记忆（MRAM）架构集成的可能性突出了扩展可用制造方法的需求。15
等离子体和磁场
美国宇航局刘易斯研究中心的主要职责是研究和开发飞机和航天器的推进和动力系统。该职责比美国宇航局成立早很多年，实际上可以追溯到 1941 年，当时兰利实验室的一个小组搬到克利夫兰，建立了国家航空咨询委员会的航空发动机研究实验室，这是美国宇航局的前身。有了这样的历史背景，我们从应用的角度看待我们的大部分研究，以应用于新的或改进的推进和动力概念和系统，也就不足为奇了。正是这种观点导致了我们在本次会议上讨论的大部分研究和技术。这项研究针对的一些推进和动力概念距离应用还很遥远，有些可能被证明是不可行的。但是，除非对这些概念进行一些研究，否则我们无法发现这些概念的真正问题和局限性。确定推进概念的可行性确实是刘易斯的主要职责。在 20 世纪 40 年代和 50 年代初期，该中心的大部分活动涉及航空发动机，主要是涡轮喷气发动机及其相关部件。研究了它们在所有速度范围内的任务。这些系统、部件和任务研究的结果定期以会议的形式提交给航空工业、相关大学和军队。在过去的十年中，此类会议断断续续地持续着。这次会议是新系列会议之一，将以浓缩和总结的形式介绍我们在刘易斯活动几个领域的观点和研究成果。在 NACA 时期，刘易斯正在研究其他推进概念（除涡轮喷气发动机外），例如冲压喷气发动机、高能化学火箭和核动力航空发动机，以及任务和应用研究。一些关于核能用于涡轮喷气发动机、冲压喷气发动机和火箭的评估研究可以追溯到 1946 年。随着 1947 年中期对导弹的重视程度不断提高，刘易斯中心开始研究其他推进概念（除涡轮喷气发动机外），例如冲压喷气发动机、高能化学火箭和核动力航空发动机，以及任务和应用研究。一些关于核能用于涡轮喷气发动机、冲压喷气发动机和火箭的评估研究可以追溯到 1946 年。
经颅磁刺激
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