108年:放射器材(2)
關於超導磁鐵磁振掃描儀,下列 敘述何者錯誤?
A常⽤的超導材料為鈮( niobium )和鈦( titanium )的合⾦
B超導線圈需要液態氦來達到其超導性,其沸點為 -269 ℃
C超導線圈可產⽣⾼達 11.7 T 以上的磁場
D超導材料的電阻隨溫度⽽變,臨界溫度表⽰其電阻值最⼤
詳細解析
本題觀念:
超導磁鐵(superconducting magnet)是現代高場 MRI 系統的核心元件。本題考查超導材料特性、液態氦冷卻,以及臨界溫度(critical temperature)的定義。本題為反向題,問何者錯誤。
選項分析
✅ (A) 常用的超導材料為鈮(niobium)和鈦(titanium)的合金 正確。鈮鈦合金(niobium-titanium, Nb-Ti)是目前商用 MRI 超導磁鐵中最普遍使用的超導材料,約佔超導市場 80% 份額。其延展性好、加工容易,臨界溫度約 9.2 K。
✅ (B) 超導線圈需要液態氦來達到其超導性,其沸點為 −269 °C 正確。液態氦(liquid helium)沸點為 4.2 K(= −268.95 °C ≈ −269 °C),是維持 Nb-Ti 超導線圈低於臨界溫度的標準冷卻劑。超導線圈運作溫度需低於約 4 K。
✅ (C) 超導線圈可產生高達 11.7 T 以上的磁場 正確。Nb-Ti 臨界磁場約 15 T,研究用超導 MRI 可達 11.7 T 或更高(如 21.1 T 動物 MRI)。臨床 MRI 通常為 1.5–3 T,研究型可達 7 T 以上。
❌ (D) 超導材料的電阻隨溫度而變,臨界溫度表示其電阻值最大(答案) 錯誤。超導材料的特徵恰好相反:在*
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