"El Ciclotrón"

¿A qué se le llama ciclotrón?

Un ciclotrón es un acelerador de partículas que se basa en que el periodo de rotación de una partícula cargada en el interior de un campo magnético uniforme es independiente del radio y de la velocidad:

de este modo las partículas cargadas se introducen en un dispositivo con forma de "D" y son aceleradas con un voltaje alterno de frecuencia exactamente igual a c. A cada mitad de vuelta la "D" contraria cambia de polaridad dando un nuevo "empujón" y comunicando a la partícula una energía qV. La velocidad de la partícula crece de este modo adquiriendo un valor v = r igual a:(1)

¿Cómo se utilizan los campos magnéticos en el ciclotrón?

El ciclotrón consta de dos placas semicirculares huecas, que se montan con sus bordes diametrales adyacentes dentro de un campo magnético uniforme que es normal al plano de las placas y se hace el vacío. A dichas placas se le aplican oscilaciones de alta frecuencia que producen un campo eléctrico oscilante en la región diametral entre ambas.
Como consecuencia, durante un semiciclo el campo eléctrico acelera los iones, formados en la región diametral, hacia el interior de uno de los electrodos, llamados 'Ds', donde se les obliga a recorrer una trayectoria circular mediante un campo magnético y finalmente, aparecerán de nuevo en la región intermedia.

El campo magnético se ajusta de modo que el tiempo que se necesita para recorrer la trayectoria semicircular dentro del electrodo sea igual al semiperiodo de las oscilaciones. En consecuencia, cuando los iones vuelven a la región intermedia, el campo eléctrico habrá invertido su sentido y los iones recibirán entonces un segundo aumento de la velocidad al pasar al interior de la otra 'D'.(2)

¿Cuál es (o son) las aplicaciones médicas del ciclotrón?

Se trata de un dispositivo muy sofisticado, compacto y auto-blindado que produce radioisótopos utilizados en aplicaciones médicas mediante la aceleración de partículas (específicamente núcleos de átomos de hidrógeno).

Su operación y mantenimiento requiere de personal altamente calificado y tanto la instalación como los profesionales deben cumplir estrictos requisitos regulatorios, fiscalizados en nuestro país por la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN).(3)

¿En qué consiste la Tomografía por Emisión de Positrones?

En algunos centros se dispone de equipos denominados de PET (tomografía de emisión de positrones) que emplean radionucleidos que emiten positrones en vez de fotones como en los métodos clásicos de medicina nuclear. La calidad de las imágenes obtenidas con estos equipos es superior a la de los convencionales, pero en la actualidad debido a su alto costo y complicada tecnología, ya que es preciso disponer de un ciclotrón al pie del equipo para producir isótopos de vida media ultracorta del orden de minutos, sólo existen unos pocos equipos comercializados en el mundo.

Las ventajas fundamentales de los métodos exploratorios de medicina nuclear son el no ser peligrosos ni molestos para el paciente y el tener efectos secundarios mínimos, ya que la radiación que se recibe es igual o menor a la de estudios radiológicos de rutina.(4)









Referencias Bibliográficas:

(1) “Ciclotrón”. (s.f.). Recuperado 14 de Abril 2010, de http://personales.upv.es/jquiles/prffi/magnetismo/ayuda/hlpciclo.htm

(2) “Acelerador de partículas cargadas. El ciclotrón”. Recuperado el 14 de Abril del 2010, de http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/ciclotron/ciclo.html

(3) “Ciclotrón”. (s.f.). Recuperado 14 de Abril 2010, de http://www.fcdn.org.ar/ciclotron.php


(4) “Aplicaciones medicas de las radiaciones ionizantes”. (s.f.). Recuperado el 14 de Abril del 2010, de http://www.educared.edu.pe/docentes/articulo/382/aplicaciones-medicas-de-las-radiaciones-ionizantes/