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

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，延展性再好也無法阻擋射頻干擾。
• C. 有較高的密度（density）：錯誤。材料的「高密度」主要用於阻擋游離輻射（如 X-ray 或 CT 使用的鉛板或厚重混凝土，藉由光電效應和康普頓游離吸收高能光子），與阻擋非游離輻射的射頻（RF）電磁波無關。射頻屏蔽不依賴質量或密度。
• D. 良好的耐腐蝕性（corrosion resistance）：錯誤。雖然銅的耐腐蝕性不錯，能確保屏蔽結構的壽命，但這屬於環境耐用性考量，而非射頻屏蔽成立的核心物理機制。

答案解析

MRI 檢查室的射頻屏蔽（法拉第籠）需要使用高導電率的材質來反射並吸收高頻的電磁波，以維持室內極度純淨的射頻環境。銅因為擁有非貴金屬中極高的導電率（conductivity），成為射頻屏蔽材質的首選。相較之下，密度是用於游離輻射防護，而延展性與耐腐蝕性僅為工程施作與維護上的次要優勢。因此，最核心的物理原因為良好的導電率，故選 (A)。

核心知識點

醫事放射師國考中，常會將 MRI 的各類「屏蔽」進行考點混淆，考生務必牢記以下三大屏蔽機制的差異與常用材質：

1. 射頻屏蔽（RF Shielding）：
   • 目的：阻絕內外高頻電磁波（防止外界雜訊干擾影像，及防止 MRI 射頻干擾外界）。
   • 原理：法拉第籠（Faraday cage），依賴高導電率。
   • 常用材質：**銅（Copper）**最常見，其次為鋁（Aluminum）。
2. 磁場屏蔽（Magnetic Shielding）：
   • 目的：限制主磁場的邊緣磁場（Fringe field），通常要求將 5 Gauss 線限制在檢查室內，保障心律調節器患者及外界鐵磁性物品的安全。
   • 被動屏蔽材質：依賴高導磁率（Permeability），常用**鐵（Iron）**或鋼板（Steel）。（現今超導 MRI 多配備反向電流線圈作「主動屏蔽」）。
3. 輻射屏蔽（Radiation Shielding）：
   • 目的：阻擋游離輻射（如 X-ray、CT、PET）。MRI 本身無游離輻射，但若為 PET/MRI 複合機房則需考慮。
   • 原理：依賴高**密度（Density）**與高原子序。
   • 常用材質：鉛（Lead）、混凝土。

參考資料

1. 磁振影像學Basic principles of MRI. (2017). (放射線器材學歷屆考題).
2. Radio Frequency (RF) Shielding for MRI - Faraday Cages. Faraday Pty. Ltd.
3. Is Copper an Effective Shielding Material Against Electromagnetic Radiation? Raybloc X-ray Protection. (2024).
4. Understanding RF shielding materials for MRI rooms. Quality Shielding Cage. (2026).
5. RF Shielding - Questions and Answers in MRI. MRIQuestions.com.
6. Albatross Projects - MRI Radio Frequency Shielding. (2023).