Cyklotroner

Cyklotroner er en type partikelaccelerator, der bruger et konstant magnetfelt og et højfrekvent vekselstrømsfelt til at accelerere ladede partikler langs en spiralformet bane. I et vakuumkammer placeres to D-formede elektroder, kaldet dees, mellem magnetpolerne. Partiklerne udsættes for et radiofrekvenssignal, som giver energi hver gang particleen passerer mellem dees, så de accelereres og banem giver spirale uddybning. Efterhånden som energien stiger, øges spiralens radius og beamet bevæger sig udad gennem kammeret. Klassiske cyklotroner kræver relativistiske korrektioner ved højere energi, fordi partiklens masse ændrer sig og synkroniseringen mister fæste. For at imødekomme dette findes varianter som synkrocyklotroner og isokroniske cyklotroner, der justerer frekvensen eller fastholder orbitalperioden.

Historie: Cyklotronen blev opfundet af Ernest O. Lawrence og M. Stanley i begyndelsen af 1930’erne ved University of California, Berkeley. Den gjorde det muligt at accelerere protoner og andre ioner til energier, der kunne bruges i kerneforskning og til produktion af radioaktive isotoper.

Anvendelser: I dag bruges cyklotroner primært til produktion af radioisotoper til medicinsk billeddannelse (f.eks. fluor-18 til PET), samt til terapi og forskning. Medicinske cyklotroner er ofte kompakte og placeres ved hospitaler og forskningscentre; større forskningscyklotroner når højere energi og betjener grundforskning samt materialeundersøgelser. Sikkerhed og shielding er vigtige på grund af udsendelse af ioniserende stråling.