O Cíclotron é um acelerador de
particulas carregadas que, sob a ação de um campo magnetico estático e
perpendicular a trajetória do feixe de particulas, estabelece para estas
particulas uma orbita circular em um plano perpendicular ao campo magnético e cujo
raio é proporcional a sua energia cinética. O cíclotron possui dois eletrodos
com a forma de um "D", estes são ocos e semicirculares. Sua montagem
é numa câmara de vácuo entre os pólos de um grande eletroímã. Os íons
(positivos ou negativos), começam a se locomover no interior destes eletrodos
em forma de D.
Nesta orbita tais particulas são
submetidas a ação de um campo elétrico, onde são aceleradas ao passar por este
campo elétrico, ganhando energia e alterando o raio da orbita, levando esta,
portanto, a uma forma espiralada.
A combinação dos campos elétrico
e magnético faz com que atue uma força forbre as partículas, a qual é descrita
matematicamente pela equação ao lado. Esta força apresenta uma componente
tangencial a sua orbita (força elétrica) e uma componente centripeta (força
magnética).
Sob tais condições, as partículas
(ions) ganham energia e são esmagadas/colididas contra um alvo a uma velocidade
quase igual a da luz. Os atomos de uma substância colocada neste alvo, são
transformados pelo seu bombardeamento em isotopos instáveis e radioativas, por
meio de uma reação nuclear.
Existem muitos isótopos
radioativos que podem ser produzidos no ciclotron. Devido ao aspecto
farmacológico a que o CRCN tem aspirado, bem como a importância da tomografia PET
para a área médica do Brasil, o DIPRA / CRCN tem priorizado a produção de 18F
para a produção de FDG bem como para a pesquisa e desenvolvimento de novos
radiofármacos fluorados.
O 18F na forma de íon, é obtido
como resultado do bombardeio do 18O (na forma de agua) por prótons acelerados,
conforme a seguinte reação nuclear:
O Ciclotron usado pelo CRCN é o
modelo “Cyclone® 18/9” da empresa belga IBA, o qual permite acelerar prótons a
uma energia de 18 MeV ou deuterons a energia de 9 MeV, que são acelerados na
forma de íons negativos H- ou D- para posteriormente (imediatamente antes da
colisão com o alvo) serem removidos os seus eletrons.
Este Cíclotron possui 8 portas
(saidas para alvos) aonde 7 destas são usadas diretamente a alvos fixos, para
produção, e uma porta é ligada a uma linha de feixe externo para uso em
arranjos experimentais diversos.
Cíclotron
