Un ciclotrone è un acceleratore di particelle che utilizza l'energia elettrica per accelerare le particelle cariche in un percorso a spirale. La collisione di particelle produce determinati isotopi radioattivi per medicina, industria e ricerca scientifica.
I ciclotroni contengono due elettrodi cavi a forma di D, chiamati dees, in una camera a vuoto tra i poli di un potente elettromagnete. Questa camera a vuoto è piatta e si trova in uno spazio stretto tra i poli di un elettromagnete, che crea un campo magnetico perpendicolare. Una tensione alternata ad alta frequenza viene applicata attraverso l'elettrodo per accelerare le particelle cariche alimentate nel centro della camera.
Quando le particelle guadagnano più energia dalla tensione di accelerazione, si muovono a spirale verso l'esterno fino a raggiungere il bordo esterno della camera. La dimensione della camera del vuoto determina il percorso a spirale di ciascuna particella e la quantità di energia raggiunta dal ciclotrone. La direzione della spirale può anche essere invertita collegando il dee a una sorgente di tensione CA che inverte la direzione ad intervalli regolari.
L'uso più comune di un ciclotrone è per la tomografia a emissione di positroni. Le scansioni PET utilizzano raggi gamma e radioisotopi prodotti da ciclotroni per aiutare i professionisti medici a diagnosticare condizioni mediche. Uno scanner PET può rilevare raggi gamma nel corpo umano e creare un'immagine tridimensionale dell'organo studiato.
