這個(gè)過程始于正離子或負(fù)離子等帶電粒子被注入回旋加速器的中心，在那里它們開始以螺旋路徑向外運(yùn)動(dòng)。

回旋加速器內(nèi)部有兩個(gè)空心D形金屬電極，稱為“dee”，放置在一個(gè)大磁鐵的兩極之間。磁場(chǎng)迫使粒子進(jìn)入圓形路徑，而每當(dāng)粒子穿過兩個(gè)dee之間的間隙時(shí)，交變電場(chǎng)就會(huì)增強(qiáng)粒子的能量。隨著粒子獲得速度和能量，它們繼續(xù)向外螺旋。

一旦粒子到達(dá)回旋加速器的外緣，它們就會(huì)被導(dǎo)向一個(gè)靶。當(dāng)加速粒子與靶碰撞時(shí)，它們能夠引起核反應(yīng)，產(chǎn)生放射性同位素。

回旋加速器已發(fā)明近一個(gè)世紀(jì)，但由于其可靠性、效率和多功能性，需求仍然很大。

雖然所有粒子加速器都有一個(gè)共同的目標(biāo) － 提高粒子的能量，但它們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方式不同。

回旋加速器使用恒定磁場(chǎng)和交變電場(chǎng)沿螺旋路徑加速粒子。螺旋設(shè)計(jì)是回旋加速器的主要優(yōu)勢(shì)之一，這使得能夠在相對(duì)較小的空間內(nèi)連續(xù)加速。因此，回旋加速器通常比其他加速器更小，通常只有房間大小，而且價(jià)格更便宜。它們可以安裝在醫(yī)院或大學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，而不需要龐大的設(shè)施。回旋加速器也非常適合生產(chǎn)醫(yī)學(xué)成像和癌癥治療所需的特定類型放射性同位素，以及研究或工業(yè)中的其他本地化應(yīng)用。

相比之下，直線加速器使用一系列電場(chǎng)推動(dòng)粒子沿直線運(yùn)動(dòng)。雖然直線加速器的設(shè)計(jì)可能更簡(jiǎn)單，但它們通常需要更多的空間來達(dá)到與回旋加速器相同的能量水平。直線加速器通常用于放射治療，使用精確的定向輻射束治療腫瘤。

另一種類型的加速器是同步加速器，這是一種見于國(guó)家研究中心的更大、更復(fù)雜的機(jī)器。像回旋加速器一樣，它們引導(dǎo)粒子沿圓形路徑運(yùn)動(dòng)，但具有可變的磁場(chǎng)和射頻加速度。這些機(jī)器可以達(dá)到極高能量，因此適用于粒子物理學(xué)、材料科學(xué)甚至藥物開發(fā)領(lǐng)域的研究。然而，由于其尺寸和成本，它們通常由國(guó)家或國(guó)際研究中心使用，而不是由醫(yī)院或小型實(shí)驗(yàn)室使用。

雖然它們各自發(fā)揮著重要作用，但回旋加速器仍然是常規(guī)醫(yī)療應(yīng)用中部署最廣泛和最用戶友好的加速器。

回旋加速器推動(dòng)著改善我們?nèi)粘Ｉ畹脑S多工具、治療和發(fā)現(xiàn)。它們體積小、效率高、相對(duì)容易操作，是生產(chǎn)醫(yī)用放射性同位素的理想選擇；發(fā)射輻射的不穩(wěn)定原子被用于診斷和治療癌癥。

放射性同位素生產(chǎn)的一個(gè)重要考慮因素是同位素的有效壽命，即它們?cè)谏a(chǎn)后保持放射性和適合醫(yī)療用途的時(shí)間。

用于治療的放射性同位素通常擁有持續(xù)幾天的半衰期，使它們能夠有效地殺死癌細(xì)胞。它們也可以在這么短的時(shí)間內(nèi)從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)到醫(yī)院和治療中心。

相比之下，其他診斷性同位素的半衰期極短，這意味著它們?cè)趲仔r(shí)內(nèi)迅速衰變失去效力，并且不能遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。

回旋加速器之所以有價(jià)值，是因?yàn)樗鼈兛梢栽诂F(xiàn)場(chǎng)或附近生產(chǎn)同位素，確保患者得到快速、準(zhǔn)確的診斷和及時(shí)的治療。

這些掃描有助于醫(yī)生在早期階段高精度地檢測(cè)癌癥、阿爾茨海默氏癥等疾病和心臟病等心血管疾病。早期檢測(cè)可改善診斷并有助于更好的治療規(guī)劃。

回旋加速器還通過生產(chǎn)用于放射性核素靶向治療的特殊放射性藥物來幫助治療癌癥。在這種類型的治療中，輻射直接傳送到癌細(xì)胞，這有助于摧毀癌細(xì)胞，同時(shí)最大限度地減少對(duì)健康組織的損害。

回旋加速器在現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施、醫(yī)療保健和研究中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

如今，有數(shù)千臺(tái)回旋加速器在世界各地特別是醫(yī)院、癌癥中心和研究機(jī)構(gòu)運(yùn)行。隨著對(duì)正電子發(fā)射斷層掃描和單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（SPECT）等非侵入性診斷工具的需求增加，對(duì)回旋加速器和尋求生產(chǎn)無(wú)鈾放射性同位素的研究設(shè)施的需求也在增加。

以前，許多醫(yī)用放射性同位素是在核反應(yīng)堆中使用鈾生產(chǎn)的，這一過程會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)壽命放射性廢物，并引起安全和安保關(guān)切。為了找到更清潔、更安全的方法來生產(chǎn)這些重要材料，各國(guó)正在轉(zhuǎn)向無(wú)需使用鈾就能制造放射性同位素的回旋加速器。

新一代緊湊型低能耗回旋加速器使較小的醫(yī)院和機(jī)構(gòu)有可能利用這項(xiàng)技術(shù)。研究人員繼續(xù)探索放射性同位素在環(huán)境科學(xué)、材料工程和國(guó)土安全方面的新用途。

雖然自20世紀(jì)30年代以來，回旋加速器背后的核心原理一直未變，但這項(xiàng)重要技術(shù)仍在不斷發(fā)展和適應(yīng)21世紀(jì)的需要。

• 原子能機(jī)構(gòu)向世界各國(guó)特別是那些資源有限的國(guó)家提供支持，使其能夠獲得、運(yùn)行回旋加速器和受益于回旋加速器技術(shù)。
• 原子能機(jī)構(gòu)指導(dǎo)回旋加速器設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展，就設(shè)備技術(shù)規(guī)格提供建議，并確保滿足安全標(biāo)準(zhǔn)。
• ?原子能機(jī)構(gòu)培訓(xùn)醫(yī)學(xué)物理師、工程師和核醫(yī)學(xué)專業(yè)人員，以確保各國(guó)擁有安全有效地操作回旋加速器的熟練人員。
• 原子能機(jī)構(gòu)還協(xié)調(diào)開展協(xié)調(diào)研究項(xiàng)目，將世界各地的專家匯集在一起，開發(fā)新的同位素，改進(jìn)回旋加速器的性能，并探索新的醫(yī)學(xué)和工業(yè)應(yīng)用。
• 原子能機(jī)構(gòu)放射性核素生產(chǎn)用回旋加速器數(shù)據(jù)庫(kù)和放射性藥物數(shù)據(jù)庫(kù)為決策者、研究人員、技術(shù)專家和學(xué)生提供使用回旋加速器生產(chǎn)的放射性核素及其用于患者護(hù)理和治療用不同放射性藥物制劑的概況。??