Como funciona um cíclotron?

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A produção de FDG‑18F e PSMA‑18F da Villas Boas Radiofármacos é feita no cíclotron Eclipse HP de 11 MeV, um acelerador de partículas desenvolvido pela Siemens Medical Solutions.

Os cíclotrons modernos são descendentes diretos do projeto criado em 1929 por Ernest O. Lawrence, considerado o marco inicial da chamada Big Science — uma nova era em que grandes máquinas, equipes multidisciplinares e aplicações tecnológicas transformaram a pesquisa científica.

O papel deste equipamento é acelerar partículas carregadas a velocidades muito altas, superando a repulsão elétrica natural entre núcleos. Essa aceleração provoca reações nucleares controladas, que dão origem aos radioisótopos usados na medicina nuclear.

Entenda o funcionamento do cíclotron em 3 etapas

Funcionamento do cíclotron

Geração de plasma e ação do campo magnético

No centro do cíclotron íons são produzidos formando o plasma ionizado. É esse plasma que será guiado, acelerado e transformado no feixe responsável pela criação dos radiofármacos.

Um forte campo magnético estático faz os íons girarem em espiral, um princípio idêntico ao proposto por Lawrence: partículas circulam repetidamente pelo mesmo caminho, aumentando a eficiência da acele­ração, muito mais eficaz do que dispositivos lineares.

Aceleração incremental por campo elétrico

Em cada volta, um campo elétrico alternado fornece energia adicional ao feixe. Essa combinação de movimento circular + aceleração incremental foi o grande avanço do cíclotron original, permitindo atingir altas energies sem recorrer a tensões gigantescas.

O processo se repete até que as partículas atinjam a energia necessária para gerar o isótopo desejado, por exemplo, o Flúor‑18.

Extração do feixe e síntese final do Flúor-18 (18F)

Quando a quantidade de energia ideal é alcançada, o feixe é extraído e direcionado para um alvo específico. Ali ocorre a reação nuclear, transformando átomos estáveis em radioisótopos úteis para diagnóstico.

O radioisótopo produzido, como o 18F, passa por processos de purificação e síntese química, originando radiofármacos como FDG‑18F e PSMA‑18F, essenciais em exames PET/CT.

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