Design, fabrication and evaluation of a low-cost homogeneous portable permanent magnet for NMR and MRI

We propose a magnet featuring a standard 52 mm bore that creates a longitudinal magnetic field. The magnet is made out of commercial magnetized NdFeB cubes, costing less than 100 €. This device is a low-cost solution to build a portable magnet generating a field of 100 mT with an intrinsic homogeneity as good as 40 ppm over a 5 mm3 volume. Furthermore, the bore can accomodate a standard narrow bore shim stack and NMR probe in order to shim the field and conduct low-field NMR experiments. We established an assembly process including characterization of the magnetic cubes, cube sorting and optimization of the assembly according to the needs of the application. Aspects of the assembly method are discussed, including characterizing the magnet cubes, sorting them and arranging them in an optimal fashion.

RésuméNous proposons un aimant offrant un trou de diamètre standard (52 mm) qui génère un champ longitudinal en son centre. L’aimant est fabriqué à partir de cubes en NdFeB pour un coût inférieur à 100 €. Cet appareil est une solution à bas coût pour fabriquer un aimant portable générant un champ de l’ordre de 100 mT avec une homogénéité intrinsèque de 40 ppm sur un volume d’environ 5 mm3. De plus, le trou est adapté pour faire entrer une sonde narrow bore standard et son canon de shim pour améliorer l’homogénéité du champ et mener des expériences de RMN à bas champ. Nous avons établi un processus d’assemblage incluant la caractérisation magnétique des cubes, leur tri et l’optimisation de leur agencement dans la structure, selon les besoins de l’application. Différents aspects de la méthode d’assemblage sont discutés, notamment la caractérisation des cubes, leur tri et leur arrangement optimal.