V. Các ứng dụng của vật liệu siêu dẫ n
V.2. Máy chụp ảnh cộng hưởng từ (MRI)
MRI (Magnetic Resonance Imaging) là loại máy sử dụng nam câm siêu dẫn để có một từ trường đủ mạnh để cho nguyên tử hydro bên trong chất béo của con người và các phân tử nước được tăng lên mức năng lượng nào đó có thể đo được bằng các dụng cụ đặc biệt. Dùng trong y học (quét ảnh bằng cách đo tiếng dội lại của âm thanh) để khám các mô trong cơ thể người.
Hình 5.4 Tàu Yamanashi
Hình 5.5
Khi bác sĩ cần kiểm tra những gì đang diễn ra trong cơ thể người bệnh, họ phải đặt vào trong cơ thể một nguồn từ trường mạnh có nguồn gốc siêu dẫn. Bằng cách này các nguyên tử hiđrô có trong nước và mỡ sẽ bị buộc phải chấp nhận năng lượng của từ trường. Sau đó các nguyên tử hiđrô sẽ giải phóng năng lượng này ra theo tần số mà máy tính có thể nhận biết và vẽ nên biểu đồ. Công nghệ MRI đã ra đời vào giữa những năm 1940 và được thử nghiệm lần đầu tiên trên người vào năm 1977. Tuy nhiên, tại thời điểm đó, kỹ thuật này phải mất đến 5 tiếng mới tạo ra được 1 hình ảnh. Dù vậy, công nghệ này vẫn làm vinh danh 2 nhà nghiên cứu khoa học Felix Bloch và Edward Purcell với giải Nobel Vật lý năm 1952.
Đến năm 1986, công nghệ MRI cho ra hình ảnh chỉ trong vòng 5 giây. Năm 1992, công nghệ này đã có thể lập nên bản đồ của nhiều vùng chức năng trong não. Quá trình nghiên cứu và cải tiến công nghệ MRI non trẻđã mang lại cho 3 nhà khoa học khác 1 giải Nobel Hoá học năm 1991 và giải Nobel Y khoa năm 2003.Thiết bị giao thoa lượng tử siêu dẫn (SQUID)
H
Hình 5.6
Hình ảnh sọ người sử dụng công nghệ MRI
Hình 5.7
Thiết bị SQUID là thiết bị nhận biết nhạy cảm nhất được biết đến hiện nay trong khoa học được sử dụng để đo từ trường.
Hiện nay, nhóm Korean Superconductivity Group đã nâng công nghệ MRI lên một tầng cao mới với sự phát triển của thiết bị SQUID (Superconducting Quantum Interference Device = máy giao thoa lượng tử dùng siêu dẫn) trong công nghệ lập bản đồ các vùng chức năng của não (MEG). Thiết bị này có thể cảm nhận được sự thay đổi rất nhỏ của từ trường, nhỏ hơn cả 1 phần tỉ lần lực để di chuyển cái kim của compa. Với công nghệ mới này, bác sĩ có thể thăm dò cơ thể người đến 1 mức độ nhất định mà không cần sử dụng từ trường mạnh như của công nghệ MRI. Đây là một máy dò nhạy nhất về các tín hiệu trường điện từ. Thiết bị là sự ghép nối của hai tiếp xúc Josephson và có thể đo các từ trường nhỏ tới 1/10 tỷ của từ trường trái đất. Được ứng dụng để đo các tín hiệu từ trường cực nhỏ như: dò xung của các dây thần kinh trong xương và bắp thịt, thăm dò khoáng sản và dầu trong lòng trái đất và đại dương. Còn có khả năng phát hiện dò tìm, truyền thông tin dưới biển phục vụ cho công nghiệp quốc phòng và nghiên cứu hải dương học. Sử dụng hệ thống này dễ dàng kiểm tra được đối tượng mà không làm hại đến các quá trình công nghiệp.