下列何者可做為超導磁鐵（ superconducting electromagnets ）中的冷卻劑？

本題觀念：

本題主要探討磁振造影（MRI）設備中「超導磁鐵（Superconducting Electromagnets）」的運作原理與冷卻需求。臨床高階 MRI 為了產生強大且穩定的靜磁場（通常為 1.5 T 或 3.0 T），採用超導線圈（最常見為鈮鈦合金，Niobium-titanium, NbTi）來承載極大的電流。超導材料必須在極低溫（低於其臨界溫度，Tc）下才會呈現電阻為零的「超導狀態」，因此需要極低溫冷卻劑（Cryogens）來維持其環境溫度。

選項分析

• A. 乙醇 (Ethanol)：錯誤。乙醇的凝固點約為 -114°C（約 159 K），此溫度遠高於超導材料所需的臨界溫度（NbTi 的臨界溫度約為 9.4 K），無法作為超導磁鐵的冷卻劑。
• B. 氟氯碳化物 (CFCs)：錯誤。過去常作為一般空調或冰箱的冷媒，但其冷卻極限無法達到絕對溫度 4 K 左右的極低溫環境。此外，因其會破壞臭氧層，目前在多數工業與商業用途中已逐漸被淘汰與禁用。
• C. 液態氦 (Liquid helium)：正確。液態氦是所有物質中沸點最低的，其沸點約為絕對溫度 4.2 K（-268.9°C）。將 NbTi 超導線圈浸泡於液態氦中，可穩定維持低於 9.4 K 的極低溫，使其保持在零電阻的超導狀態，是目前 MRI 超導磁鐵最關鍵的冷卻劑。

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