Creado por Karla M.
Fue construido en 1929 por Ernest Lawrence, ganador del premio Nobel en 1939. En el ciclotrón tenemos una geometría circular dividida a la mitad, donde protones son inyectados en su parte central y gracias a los cambios de polaridad del campo eléctrico existente entre las dos mitades, son acelerados y van recorriendo órbitas mayores hasta dejar el acelerador.
Las orbitas circulares son posibles gracias a la presencia de un campo magnético uniforme, dispuesto perpendicularmente a la base. Aquí, energías del orden de 106 eV (1Gev*) son alcanzadas. (laguia2000, 2010)
Figura a.Diagrama esquemático de las principales componentes de un ciclotrón.
(Tomado de exploringtasks, 2010)
Figura b.Diagrama esquemático de un acelerador tipo ciclotrón.
El ciclotrón es fabricado de un cilindro metálico plano y hueco dividido en dos partes, denominados “D”(D1 y D2) ligeramente separadas dentro de un campo magnético B perpendicular. En laspartesD1 y D2 se le aplica un voltaje alterno que produzca un campo eléctrico alterno entre el espacio que se pare las D. Supóngase un ion positivo producido por una fuente de iones tiene carga eléctrica q y masa m.
El campo eléctrico entre las dos D acelera el ion. Mientras el ion está dentro de las D, no hay campo eléctrico. El ion describe una trayectoria circular de radio r debida a la acción del campo magnético B.
La ecuación que relaciona estos parámetros es: r = mv/qB, donde v es la velocidad del ion. Cuando el ion va a salir de D1, el campo eléctrico cambia de sentido de tal manera que el ion se acelera de nuevo y entra en D2 con mayor velocidad describiendo un semicírculo de radio mayor y así sucesivamente.
Finalmente el ion describe una espiral y cuando llega al borde externo de las D, una placa con un voltaje negativo se usa para extraerlos iones del acelerador. El campo magnético es un elemento auxiliar que obliga a los iones a describir trayectorias circulares. (Andrade E, Nr)
Aplicaciones del Ciclotrón
Usos del ciclotrón
Según el Doctor en Ciencias Bio-Médicas, Artur Coral-Folleco en una publicación realizada en el 2003 indica que el Ciclotrón es un acelerador de partículas de tipo circular que se usa para la producción de elementos radioactivos que son utilizados por equipos médicos sofisticados, cuya finalidad es el diagnóstico médico o en tratamientos como la radioterapia.
El Ciclotrón medical , acelera una partícula o Proyectil, que al chocar con un blanco da lugar a una reacción nuclear para producir elementos radioactivos, los cuales se usan como un trazador de semiperíodo corto , su tiempo de vida es de solo horas, permitiendo la marcación de ciertas sustancias como glucosa, que se utilizan para diagnósticos clínicos. Además, esta máquina tiene la capacidad de fabricar otros elementos radioactivos de vida media variada, que son usados en un conjunto muy amplio de aplicaciones.
En el método directo de acelerar iones a altas energías el ciclotrón permite la aceleración múltiple de los iones hasta alcanzar elevadas velocidades sin el empleo de altos voltajes.
Con la incorporación de un Ciclotrón se impacta considerablemente al sector de la Salud posibilitando la aplicación de una de las herramientas más poderosas en el diagnóstico de diferentes enfermedades, con una técnica que apunta a la determinación de una falla metabólica de las células, lo que sucede normalmente en una fase anterior a la ocurrencia de una diferencia morfológica significativa.
Desde el punto de vista de la salud, el disponer de un acelerador permite a la comunidad contar con una facilidad para el estudio y desarrollo de nuevos radio fármacos, algunos de ellos usados como paliativos en enfermedades catastróficas, otros en diagnósticos y otros en radioterapia. El semiperiodo de los radio fármacos, radioisótopos o materiales radioactivos es en horas.
Sus aplicaciones en el caso de los positrones van dirigidos a investigación en patología cerebral y cardiaca. Se puede focalizar en viabilidad miocárdica en infarto crónico, situación en la que existe un músculo viable que permite posibilidades de ser revascularizado si se hace al tiempo adecuado.
Las indicaciones más reconocidas en la neurología son la epilepsia y la demencia. Sin embargo, las aplicaciones en el campo de la oncología han aumentado y son múltiples en los últimos años.
Esto ha llevado a los médicos a considerar esta tecnología, (especialmente con flúor-18 deoxiglucosa) como necesaria, pues puede mejorar la relación costo beneficio en pacientes con cáncer, optimizan la selección de terapias de alto costo y además evitando cirugías innecesarias en los casos muy avanzados. En investigación se utilizan diversos marcadores de flujo, metabolismo e incluso receptores.
La flúor-18 deoxiglucosa o FDG es el radiofármaco más usado en la práctica clínica que se diagnostica a partir del metabolismo y utilización de glucosa en células tumorales presentes y activas en un gran número de tumores malignos. La producción de la Flúor 18-Desoxiglucosa permite los estudios de imágenes no invasivas con la técnica PET (Positron Emissión Tomography "Tomografía por emisión de positrones), la técnica más avanzada en el diagnóstico médico de diferentes tipos de cáncer.
(Recuperado del Centro Nacional de Aceleradores España2009)
El ciclotrón en Costa Rica
Según una publicación del Periódico Panameño la Estrella, del 15 de setiembre del 2011, la Universidad de Costa Rica (UCR) instalará por primera vez en este país un dispositivo para producir el radiofármaco FDG, una herramienta clave en la detección temprana, seguimiento e investigación del cáncer.
En la misma el director del Centro de Investigaciones en Ciencias Atómicas, Nucleares y Moleculares (Cicanum) de la UCR, Ralf García, explicó que será la primera vez que Costa Rica produzca este radiofármaco, y se convertirá también en el primer productor en la región centroamericana.
El proyecto nace del propósito de la Caja Costarricense del Seguro Social (CCSS) de instalar equipos de la tecnología PET/CT, los cuales son un tipo de tomógrafos capaces de tomar imágenes internas del cuerpo dónde se localice el radiofármaco FDG. Para ello se instalará un "Ciclotrón",
Dijo que cuando se hace el escaneo en el PET/CT, en la imagen lo que sale a relucir en las acumulaciones de FDG son los diferentes tejidos cancerígenos y donde no se acumula el radiofármaco, el tejido es normal, describió.
La instalación de este Ciclotrón y el primer PET/CT de Costa Rica será posible gracias al convenio entre la UCR, la CCSS, el Ministerio de Salud y la Agencia Internacional de Energía Atómica, la cual ofrecerá una serie de capacitaciones y asesoría en el tema para los médicos y científicos costarricenses.
Para García, la puesta en marcha de este proyecto en los próximos meses tendrá un enorme impacto para la comunidad científica y médica del país, al igual que en la mejora de la calidad de vida de miles de personas que sufren cáncer.
