前面MR系统组成部分讲过，磁体存放在磁体间内，而里面的温度一般保持在20℃左右，也就是293K，这也就意味着磁体内外存在着大约290度的温差，很显然单靠自然力量无法保持这样的温差，因此必须要引入制冷系统维持磁体内部的温度。这里补充一个小知识，第一代超导磁体鉴于当时的技术水平是没有制冷系统的，单纯靠液氦的挥发保持磁体内部的绝对低温，在运行的同时会消耗大量的液氦，当时的磁体差不多每2周就需要加满一次液氦，使用成本非常可观，因此很快就被淘汰了。
为了尽量少的消耗液氦，同时也为了使磁体中的液氦状态保持稳定，必须要加入制冷系统对磁体内部进行降温。下面以一种典型的超导磁体进行讲解。
2. 压缩机，给冷头提供高温高压的氦气
3. 水冷回路，给压缩机制冷
4. 冷头控制系统，控制制冷系统的运转，保持磁体内温度
5. 磁体真空保温层，存储液氦，保持磁体内的温度
PV=nRT
其中：
P-气体压强
V-气体体积
T-气体热力学温度
n-气体物质量
R-气体摩尔系数
简化考虑由于气体物质量与摩尔系数固定，因此在气体体积一定的情况下，压力降低也就意味着温度降低，因此利用这个原理就可以对超导磁体进行降温。
气体的运动永远遵循热气体向上运动，冷气体向下运动的原则，因此实际上磁体内部也是上面热，下面冷的。
为了保持磁体内部上下的温差尽可能的小，冷头就必须在磁体上面对热的氦气进行降温，从而保持磁体内部的动态平衡，这也就是为什么冷头一般都在磁体上方的原因。
冷头制冷原理中制冷媒体不是直接降低磁体中的氦气压力，而是对冷头内部循环的氦气进行降压。
这是因为冷头是安装在磁体保温层外部的机械运动部件，如果冷头直接对磁体中的低温氦气进行操作，必然会导致低温氦气与空气进行热交换，其结果就是制冷量远远小于热交换的发热量，根本无法达到制冷的作用。
为什么冷头中要使用氦气作为冷媒？
由于冷头在运行过程中一定会产生热交换，那么如果选择熔点低的冷媒，必然导致冷头中的冷媒受热交换影响变成液体甚至固体，直接导致制冷过程失效，甚至损坏冷头，因此冷头中使用氦气作为冷媒。
先介绍2种常见的冷头
由于10K还没有达到氦气的液态点，因此10K冷头无法始终保持液氦的状态，磁体始终要通过泄压排出多余的氦气已保持磁体内部压力。
因此10K冷头在运行中是要定期补充液氦的。
同理冷头的制冷效果可以将氦气降低到4K，也就是氦气的液态点，从而直接将上层氦气变成液氦重新落下。
因此磁体内部的氦气是可以变少的，这意味着不需要通过泄压就可以保持磁体内部的压力。
所以4K冷头在运行中理论上是零消耗的，使用保持液氦的量是一定的。
4K冷头的控制系统就非常复杂了。大家思考一个问题，如果4K冷头一直工作会怎么样，蒸发的氦气不断地变成液氦落下，最终蒸发量小于制冷量，磁体的压力越来越小，直到变成负压，磁体外部的空气反向进入磁体。在4K的环境中空气会直接变成固体，因此磁体中最终会被“冰”完全填满，最终报废，这是大家绝对不愿意见到的结果。
那么为了解决这个问题，设计者在磁体下方设置了一个加热器（Bath Heater），当磁体压力低于一个阈值的时候加热器打开，增加液氦的蒸发量，当压力高于阈值的时候加热器关闭，减小液氦蒸发量，由此就实现了4K冷头磁体内部的动态平衡。
