Ciclotrones

TECNOLÓGICO DE COSTA RICA

Aceleradores Lineales y Ciclotrones: Conceptos, aplicaciones y usos dentro del Hospital México-CCSS














Nozanin Shirkavand
Steven Figueroa Loría
Carlos Andrés León Chavarría
Brayan Zúñiga Jiménez


15/10/2010



Ciclotrón

Historia
La medicina nuclear tiene sus orígenes en el trabajo pionero del médico húngaro de Hevesy, que, en1924, utiliza isótopos radioactivos de plomo como trazadores en los estudios de los huesos. Poco después, Stevens hizo inyecciones intravenosas de cloruro de radio para estudiar los linfomas malignos.
Sin embargo, no fue hasta el descubrimiento de los isótopos radiactivos producidos artificialmente que empezó a aumentar el número de especies disponibles para su uso como marcadores. La invencióndel ciclotrón por E. Lawrence en 1932 hizo posible la producción de isótopos radiactivos de una serie de elementos biológicamente importantes. El uso de estos radiofármacos producidos artificialmente continuó, con Hamilton y Stone utilizando sodio radiactivo en 1937. Hertz, Roberts y Evans 1938 utilizaron yodo radioactivo en el estudio de la fisiología de la tiroides, seguido en 1939 por JHLawrence, Scott y Tuttle con su estudio de la leucemia con fósforo radiactivo. En 1940, Hamilton y Soley estaban llevando a cabo estudios en el metabolismo del yodo por la glándula tiroides in situ mediante el uso de yodo radiactivo en sujetos normales y en pacientes con varios tipos de bocio.
El primer ciclotrón para uso médico se instaló en 1941 en la Universidad de Washington, St. Louis, donde seprodujeron isótopos radiactivos de fósforo, hierro, arsénico y azufre. Con el desarrollo del proceso de fisión durante la Segunda Guerra Mundial, la mayoría de radioisótopos de interés médico comenzó a ser producido en reactores nucleares. Después de la guerra, el uso de materiales radiactivos en la medicina estableció un nuevo campo de lo que se llamó entonces la medicina atómica, más tardeconocida como medicina nuclear. Carbono, el tritio, yodo, hierro y cromo radioactivos comenzaron a ser utilizados más ampliamente en el estudio de los procesos de enfermedad.
La era moderna de la medicina nuclear se conoce ahora como medicina molecular, ya que ahora es posible traducir los avances en biología molecular y bioquímica en la comprensión de la fisiología humana, y de ahí al tratamientoclínico, así como el diagnóstico de la patología y las anomalías anatómicas. La aparición de la PET para el diagnóstico clínico de cáncer hace uso de marcadores sofisticados para desentrañar la biología del cáncer (IAEA 2008).

Ciclotrón
El primer ciclotrón fue desarrollado por Ernest Orlando Lawrence en 1932 en la Universidad de California. En ellos las partículas se inyectan en el centro de dospares de imanes en forma de "D". Cada par forma un dipolo magnético y además se les carga de forma que exista una diferencia de potencial alterna entre cada par de imanes. Esta combinación provoca la aceleración .las velocidades que alcanzan son elevadas.
Cómo funciona ciclotrón funciona
Un ciclotrón, uno de alta frecuencia de voltaje alterno aplicado a través de los electrodos de “D”alternativamente atrae y rechaza partículas cargadas. Las partículas, inyectadas cerca del centro del campo magnético, aceleran solamente al pasar con el boquete entre los electrodos. El perpendicular campo magnético (pasando verticalmente a través de los electrodos de “D”), combinados con la energía de aumento de las partículas fuerza las partículas para viajar en una trayectoria espiral
Sin cambio enenergía las partículas cargadas en un campo magnético seguirán una trayectoria circular, la energía se aplica a las partículas como cruzan el boquete entre los des y así que se aceleran y aumentará de masa mientras que acercan a la velocidad de la luz. Cualquiera de estos efectos mencionados anteriormente aumentará el radio del círculo y así que de la trayectoria será un espiral.
El radio aumentará...