114年:放射診斷(2)

銅(copper)常做為RF屏蔽(RF shielding)中的材質,下列何者為其原因?

A良好的導電率(conductivity)
B良好的延展性(ductility)
C有較高的密度(density)
D良好的耐腐蝕性(corrosion resistance)

詳細解析

本題觀念:

本題探討磁振造影(MRI)檢查室中射頻屏蔽(Radio Frequency Shielding, RF shielding)的物理原理與材質選擇。MRI 設備在接收人體組織發出的微弱射頻訊號時,極易受到外界環境中電磁波(如廣播、手機訊號、電子設備等)的干擾,進而產生影像假影。因此,MRI 檢查室必須建構「法拉第籠(Faraday cage)」來進行射頻屏蔽,阻絕外界電磁波進入,同時也防止 MRI 產生的強大射頻脈衝外洩。射頻屏蔽的核心機制依賴於材質的導電性,高導電材料能透過反射(阻抗失配)與吸收(集膚效應)來大幅衰減電磁波能量。

選項分析

  • A. 良好的導電率(conductivity):正確。射頻屏蔽的效能主要來自於材料與空氣之間的「阻抗失配」所造成的反射損耗,以及電磁波在材料內部產生的吸收損耗。銅(copper)具有極佳的導電率,能使表面產生感應電流(渦電流)來抵消外來電磁場,因此即使是極薄的銅箔或銅網,也能達到極高的射頻衰減效果(>100 dB),是業界公認打造法拉第籠的黃金標準材質。
  • B. 良好的延展性(ductility):錯誤。雖然銅具有良好的延展性,這讓它在施工時容易被彎折、裁切以貼合各種形狀的房間死角,但這只是施工上的「附加優點」,並非使其具有「屏蔽射頻」能力的物理根本原因。若材料缺乏導電性,延展性

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