Устройство и принцип действия циклотрона.
Циклотрон — это резонансный циклический ускоритель тяжёлых заряженных частиц, который разгоняет их до высоких скоростей и направляет на подходящую мишень, в результате чего происходит ядерная реакция с образованием радиоизотопа. Циклотрон состоит из двух больших дипольных магнитов, предназначенных для создания полукруглой области магнитного поля, направленного равномерно вниз, которые называются дуантами (Ds – D1 и D2) из-за их D-формы. Дуанты представляют собой полые металлические полуциллиндры в виде электродов с приложенным к ним переменным электрическим ВЧ-током, которые заключены в вакуумный корпус, помещенный между полюсами электромагнита. Создаваемое при этом магнитное поле однородное, перпендикулярное плоскости дуантов. Два таких дуанта устанавливаются внутри циклотрона «спина к спине», их прямые стороны параллельны, но слегка разделены, образуя зазор. Работа циклотрона характеризуется воздействием двух магнитных полей: 1
- Сильное осевое магнитное поле, создаваемое каждым магнитом.
- Высокочастотное альтернативное электрическое поле между дуантами.
Принцип действия циклотрона можно описать следующим образом: частицы вводятся в центр циклотрона, после чего магнитное поле придает им круговую траекторию, и они начинают вращаться вокруг оси циклотрона, пока не достигнут зазора. Электрическое поле в зазоре, равное разности потенциалов между дуантами, ускоряет частицы, когда они проходят через него, при этом частота электрического поля должна быть такой, чтобы направление поля изменилось на противоположное к моменту прибытия частиц в зазор.
Принцип действия циклотрона
При возрастании скорости частицы увеличивается и радиус ее траектории, а на внешнем радиусе циклотрона, где частицы имеют наибольшую энергию, устанавливаются мишени.
Использование циклотрона при изготовлении радиофармпрепаратов (РПФ).
По мере того, как скорость пучка частиц увеличивается внутри циклотрона, увеличивается и радиус их спирального пути до тех пор, пока пучок не достигает выхода из циклотрона, где он перехватывается экстракторным устройством, состоящим из тонкой углеродной стрипперной фольги. Столкновение с ней приводит к тому, что два связанных электрона отрываются от иона, после чего каждый отрицательный ион мгновенно превращается в положительный. Снятые электроны останавливаются в фольге и вытекают в виде тока, не принимая дальнейшего участия в процессе. Извлеченный луч направляется магнитами к одной из нескольких возможных мишеней. Мишень бомбардируется пучком частиц, происходит ядерная реакция, в результате которой образуются желаемые радиоизотопы, на базе которых в дальнейшем производятся РПФ, используемые при ПЭТ/ КТ диагностике.
Зантон - эксклюзивный дилер на территории РФ медицинских циклотронов производства компании LBT - пионера в разработке и лидера рынка КНР.