Elektromagnetische Felder am Arbeitsplatz - Bundesministerium für ...

Die meisten, in der Kernspintomographie eingesetzten nicht abgeschirmten, zylindrischen, supraleitenden
Magnete weisen unabhängig von ihrer absoluten magnetischen Feldstärke ein Verhältnis
max � B2 � � � ∂Bz
−1
z / max ∂z im Bereich von 1,8 . . . 2 m auf [44, 96], das aus den charakteristischen
Herstellerdaten abgeleitet werden kann.
Diese Kenngröße des magnetischen Feldes (räumlicher Magnetgradient) ergibt zusammen mit Gleichung
5.16 eine minimal erforderliche magnetische Flussdichte Bz ≈ 60mT, die zur Überwindung
der anfänglichen Reibungskraft erforderlich ist und es ermöglicht, dass die Kugel im Magnetfeld
beschleunigt wird und eine so genannte ’Projektilwirkung’ eintreten kann. Dieses Ergebnis stimmt
gut mit dem in [104] angegebenen Wert überein.
� � ∂Bz
/ max
Generell weisen abgeschirmte Magnete ein kleineres Verhältnis max � B 2 z
∂z
� auf als nicht
abgeschirmte Magnete. Wegen der höheren räumlichen Gradienten führt dies zu einer geringeren
minimal erforderlichen magnetischen Flussdichte, bei der eine so genannte ’Projektilwirkung’ eintreten
kann. Aktuelle Daten für abgeschirmte Systeme deuten darauf hin, dass für das Auftreten
einer Projektilwirkung an der Mittelachse eines zylindrischen supraleitenden Magneten magnetische
Flussdichten von mindestens 30 . . . 40 mT notwendig sind.
Für nicht kugelförmige Gegenstände kann nicht nur eine Translationskraft vorhanden sein, sondern
auch ein Drehmoment. Nadelförmige Rotationsellipsiode versuchen ihre lange Achse parallel zur
Richtung des Feldes auszurichten. Die Größenordnung des Drehmoments ist proportional zu B 2 z , so
dass das maximale Drehmoment im Zentrum des Magneten zu erwarten ist und größer sein kann
als die maximale Translationskraft.
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