適合作為 MRI成像之原子，必須具備下列那一項條件？

本題觀念：

磁振造影（MRI）的成像基礎為核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）現象。要讓原子核在外加靜磁場中與射頻脈衝（RF pulse）產生共振，該原子核必須具備「核磁性」（nuclear magnetism），也就是說其自旋量子數（spin quantum number, $I$）不能為零。

選項分析

原子核由質子與中子組成，兩者皆具有 1/2 的自旋量子數。原子核的淨自旋狀態取決於其質子數與中子數的配對情形：

• (A) 質子或中子為 2的倍數：2的倍數即為雙數（偶數）。若質子與中子兩者皆為雙數，核子會各自成對，自旋角動量互相抵消，導致自旋量子數為0（例如 $^{12}C$、$^{16}O$）。這類原子核不具備磁矩，無法用於 MRI，因此本選項錯誤。
• (B) 質子或中子為 3的倍數：3的倍數可能是單數（如 3, 9）也可能是雙數（如 6, 12），並不能作為判斷原子核是否具有非零自旋量子數的物理通則，因此本選項錯誤。
• (C) 質子或中子為單數：單數即為奇數。只要質子數或中子數其中之一為單數（包含兩者皆單數，或一單一雙），原子核內就會有未成對的核子。這會使其具備大於零的自旋量子數（半整數或整數），進而帶有淨磁矩。擁有淨磁矩是產生核磁共振的必要條件，故此類原子適合作為 MRI 成像使用，本選項

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