112年:放射器材(2)
當 MRI 發生淬熄(quenching)現象時,下列何種現象會跟著一起發生?
A磁鐵產生渦電流(eddy current)進而影像扭曲變形
B二氧化碳開始滲漏造成空氣中氧分壓降低
C超導線圈會開始產生電阻
D磁場強度會慢慢變強
詳細解析
本題觀念:
本題測驗的觀念為磁振造影(MRI)超導磁體的「淬熄(Quenching)」現象及其物理機制與後續影響。 現代的高階 MRI 多採用超導磁體來產生強大且穩定的靜磁場。超導線圈必須浸泡在極低溫的液態氦(Liquid Helium,約 4.2 K 或 -269℃)中,才能維持在臨界溫度以下,呈現「超導狀態」(即電阻為零)。當超導狀態因為某種原因(如液態氦不足、外部熱源入侵、或人為按下緊急按鈕)被破壞時,線圈溫度上升超過臨界點,就會發生「淬熄」現象。
選項分析
- (A) 磁鐵產生渦電流(eddy current)進而影像扭曲變形:錯誤。渦電流(eddy current)主要是由於 MRI 掃描過程中「梯度線圈(Gradient coils)」快速切換造成磁場隨時間改變,因而在周圍金屬物體或人體內誘發出的感應電流。這屬於正常掃描中可能出現的問題並造成影像假影,與主磁場發生淬熄的機制無關。
- (B) 二氧化碳開始滲漏造成空氣中氧分壓降低:錯誤。維持超導線圈極低溫的冷卻劑是液態氦(Liquid Helium),而非二氧化碳。當淬熄發生時,線圈發熱會導致液態氦瞬間大量沸騰並氣化為氦氣(體積膨脹約 700 多倍)。若排氣管路(Quench pipe)失效而導致「氦氣」洩漏進掃描室,氦氣會排擠室內的氧氣,確實會造成空氣中氧分壓急遽降低而有窒息危
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