Un cyclotron est un accélérateur de particules qui utilise de l'énergie électrique pour accélérer des particules chargées dans une trajectoire en spirale. La collision de particules produit certains isotopes radioactifs pour la médecine, l'industrie et la recherche scientifique.
Les cyclotrons contiennent deux électrodes creuses en forme de D, appelées dees, dans une chambre à vide entre les pôles d'un puissant électro-aimant. Cette chambre à vide est plate et se trouve dans un espace étroit entre les pôles d'un électro-aimant, ce qui crée un champ magnétique perpendiculaire. Une tension alternative à haute fréquence est appliquée à travers l'électrode pour accélérer les particules chargées introduites au centre de la chambre.
Au fur et à mesure que les particules gagnent en énergie grâce à la tension d'accélération, elles spiralent vers l'extérieur jusqu'à ce qu'elles atteignent le bord extérieur de la chambre. La taille de la chambre à vide détermine le chemin en spirale de chaque particule et la quantité d'énergie atteinte par le cyclotron. Le sens de la spirale peut également être inversé en connectant le dee à une source de tension alternative qui inverse le sens à intervalles réguliers.
L'utilisation la plus courante d'un cyclotron est pour les tomographies par émission de positons. Les TEP utilisent des rayons gamma et des radio-isotopes produits par des cyclotrons pour aider les professionnels de la santé à diagnostiquer des conditions médicales. Un scanner TEP peut détecter les rayons gamma dans le corps humain et créer une image 3D de l'organe étudié.
