107年:放射器材(2)

淬息(quenching )是在緊急情況下所進行的保護安全機制,其原理或原因是:

A液態氦快速溢出,使線圈產生電阻,讓主磁體失去磁場
B將供電系統關閉,讓主磁體失去磁場
C關閉主磁場
D液態氦快速溢出,使線圈減少電阻,讓主磁體失去磁場

詳細解析

本題觀念:

MRI 超導磁鐵淬息(quenching)的原理與安全機制

選項分析

(A) 液態氦快速溢出,使線圈產生電阻,讓主磁體失去磁場 正確。這是淬息的完整且精確描述。超導線圈一旦失去超導狀態(進入正常電阻態),電流通過電阻產生熱量,進而使液態氦迅速汽化溢出,磁場迅速消失。

(B) 將供電系統關閉,讓主磁體失去磁場 不正確。超導磁鐵一旦建立磁場後,電流在零電阻線圈中循環,無需外部供電維持磁場。關閉電源並不能讓超導磁鐵失磁。這描述的是電阻型磁鐵(resistive magnet)的關機方式。

(C) 關閉主磁場 描述過於籠統且不精確。淬息不是單純「關閉磁場」的開關動作,而是一個透過打破超導態來消磁的物理過程。

(D) 液態氦快速溢出,使線圈減少電阻,讓主磁體失去磁場 不正確。方向錯誤。淬息時線圈從超導態(零電阻)變成正常態(增加電阻),而非「減少電阻」。電阻增加 → 電流產熱 → 液態氦汽化 → 磁場消失。

答案解析

淬息(quenching) 是超導 MRI 磁鐵的緊急消磁安全機制,其物理過程如下:

  1. 觸發:超導線圈局部溫度超過臨界溫度(critical temperature, TcT_c),失去超導性
  2. 電阻產生:線圈進入正常電阻態,電流流經電阻產生焦耳熱

...(解析預覽)...