单边核磁共振Halbach磁体结构设计

摘要

传统核磁共振仪器多采用封闭式磁体结构,导致仪器开放性和便携性差,制约其应用范围.为解决上述问题,该文基于电磁场理论,利用二阶有限元方法,研究半环形Halbach磁体的结构设计方法,分析磁块几何结构和尺寸等参数对Halbach磁体产生的中心场强、横向均匀度和纵向梯度的影响.验证该磁体结构无需增加线圈,即可产生核磁共振实验所需的横向均匀纵向梯度分布的磁场.优化后的单边Halbach磁体结构为:磁块尺寸为0.5 m×0.095 m×0.095 m、磁体结构半径为0.63 m,在50 cm×50 cm区域得到中心场强为0.0209 T,不均匀度为3.085×10?4,梯度为0.739 mT/cm的磁场.