高磁场超导磁体

我想问一下核磁共振仪器里面的两块超导磁体之间的磁场是匀强磁场吗？假设在其中放入一个带正电荷的粒子，磁场对它的作用力应该是什么方向的呢？怎么分析它的运动轨迹？谢谢

核磁共振波谱仪在空间上由两部分：磁铁或磁体（内含探头）和谱仪主体。高频谱仪采用超导磁体，它与谱仪主体相距较大，以降低磁场对操作人员的影响。 磁铁或磁体产生强的静磁场，以满足产生核磁共振的要求。按(6.10)式，谱仪的磁感强度B0和谱仪工作频率是成正比的。100MHz（以氢核计）的谱仪所需磁感强度为2.35T（特斯拉，1特斯拉等于10000高斯）。100MHz以下的低频谱仪采用电磁铁或永久磁铁。由于电磁铁不可避免地会消耗大量电能，已经停止生产，因此仅采用永久磁铁。200MHz以上高频谱仪采用超导磁体，它利用含铌合金在液氦温度下的超导性质。由含铌合金丝缠绕的超导线圈完全浸泡在液氦中间。为减低液氦的消耗，其外围是液氮层。液氦及液氮均由高真空的罐体贮存，以降低蒸发量。在液氮、液氦均灌装以后，由一套专用的连接装置，通过液氦导管下方的超导线圈电流输入插座，对超导线圈缓慢地通入电流。当超导线圈中的电流达到额定值（也即是产生额定的磁感强度时），使线圈的两接头闭合。只要液氦始终完全淹没线圈，含铌合金在此温度下的超导性则使电流一直维持下去。以上过程为谱仪安装过程中的升场。液氦需及时补充，视不同谱仪而定，约为3至10月。每7至10天则需补加液氮。　　磁体的中心为探头，为使磁力线均匀，铅垂，设置有两大组匀场线圈。每大组匀场线圈又由多组线圈构成。后者每组线圈产生一组特殊的磁力线，由它们的综合作用，产生均匀的磁场。两（大）组匀场线圈为低温匀场线圈和室温匀场线圈。低温匀场线圈浸泡在液氦中，升场以后进行调节。室温匀场线圈由分析测试人员在放置样品管后进行调节。　　无论是用磁铁或磁体，核磁共振谱仪均要求磁场高度均匀，若样品中各处磁场不均匀，各处的原子核共振频率不同，这将导致谱峰加宽，即分辨率下降。为使磁场匀均，除前面所讲的采用低温和室温两大组匀场线圈之外，还有后面将叙述的使样品管旋转。 我们还要求磁场随时间稳定，这就要采用锁场装置，在核磁共振谱图上显示的是吸收信号，即以频率（或磁感强度）为横坐标，以垂直于共振频率的轴为对称轴的对称信号。事实上，通过对信号"相位"的调整，可以得到色散信号，即以频率变量为横坐标，以共振频率为反对称中心的信号。锁场就采用某一参考信号的色散信号。当磁场未漂移时，色散信号值为零。磁场漂移后，色散信号不为零，产生一个与磁场变化成正比的输出电压，该电压被放大后反馈到适当的线圈，后者反过来给出一个方向相反的磁场。

近期，中国科学技术大学朱弘教授小组利用稳态强磁场实验装置电子自旋共振等测试系统，研究了压缩应变(La,Ba)MnO3薄膜中的磁晶各向异性，其研究结果近期发表于《应用物理学杂志》（Journal of Applied Physics）。 中国科学院强磁场科学中心的科学实验测试系统包括输运实验测试系统、磁性实验测试系统、磁光实验测试系统、极低温实验测试系统、高压实验测试系统和组合显微系统。朱弘小组此次实验就是利用磁性实验测试系统中的“电子顺磁共振谱仪”，进行了一系列研究。其实验结果表明，在Sr或Ca掺杂的锰氧化物铁磁薄膜中容易磁化轴沿拉伸应变方向。该工作利用转角铁磁共振技术，发现在Ba掺杂的薄膜中情况正相反，易磁化方向对应面内的压缩应变方向。实验得到面外共振位置高达12千奥斯特（kOe），表明除了形状各向异性外，磁晶各向异性非常可观，且是易面的。这种磁晶各向异性“异常”的表现反映了锰氧化物与Bethe-Slater曲线的物理内容相一致。(La,Ba)MnO3和Co、Ni相同，易磁化轴沿压缩方向；而另两种掺杂的锰氧化物(LaCa),(LaSr)和a-Fe一样表现相反。 强磁场科学中心成立于2008年4月30日，是国家发改委支持的“十一五”国家重大科学工程。中心的长远预设目标包括强磁场的产生、强磁场下的物性研究以及依托强磁场实验装置进行科学技术发明，其实验设施包括磁体装置和科学实验测试系统。2010年，部分磁体装置及测试系统建成，已开始先期投入试运行并陆续向用户开放，基本实现“边建设边运行”。 稳态强磁场实验装置项目建设总目标是建立40T级稳态混合磁体实验装置和系列不同用途的高功率水冷磁体、超导磁体实验装置，使我国的强磁场水平跻身于世界先进行列。目前四台超导磁体中的SM3与配套核磁共振谱仪完成联调，并已开展了多项结构生物学和药物学方面的研究，SM2已调试成功，正与组合显微测试系统SMA联调。磁体装置方面，强磁场中心现已成功研制出国内首台铌三锡管内电缆导体的超导磁体以及我国首台井式真空充气保护大型铌锡线圈热处理炉系统。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201208/W020120820347280715931.jpg