什么是回旋加速器？

這個過程始于正離子或負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動。

回旋加速器內部有兩個空心D形金屬電極，稱為“dee”，放置在一個大磁鐵的兩極之間。磁場迫使粒子進入圓形路徑，而每當粒子穿過兩個dee之間的間隙時，交變電場就會增強粒子的能量。隨著粒子獲得速度和能量，它們繼續向外螺旋。

一旦粒子到達回旋加速器的外緣，它們就會被導向一個靶。當加速粒子與靶碰撞時，它們能夠引起核反應，產生放射性同位素。

回旋加速器已發明近一個世紀，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共同的目標 － 提高粒子的能量，但它們實現這一目標的方式不同。

回旋加速器使用恒定磁場和交變電場沿螺旋路徑加速粒子。螺旋設計是回旋加速器的主要優勢之一，這使得能夠在相對較小的空間內連續加速。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，而且價格更便宜。它們可以安裝在醫院或大學實驗室中，而不需要龐大的設施。回旋加速器也非常適合生產醫學成像和癌癥治療所需的特定類型放射性同位素，以及研究或工業中的其他本地化應用。

相比之下，直線加速器使用一系列電場推動粒子沿直線運動。雖然直線加速器的設計可能更簡單，但它們通常需要更多的空間來達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，這是一種見于國家研究中心的更大、更復雜的機器。像回旋加速器一樣，它們引導粒子沿圓形路徑運動，但具有可變的磁場和射頻加速度。這些機器可以達到極高能量，因此適用于粒子物理學、材料科學甚至藥物開發領域的研究。然而，由于其尺寸和成本，它們通常由國家或國際研究中心使用，而不是由醫院或小型實驗室使用。

雖然它們各自發揮著重要作用，但回旋加速器仍然是常規醫療應用中部署最廣泛和最用戶友好的加速器。

回旋加速器推動著改善我們日常生活的許多工具、治療和發現。它們體積小、效率高、相對容易操作，是生產醫用放射性同位素的理想選擇；發射輻射的不穩定原子被用于診斷和治療癌癥。

放射性同位素生產的一個重要考慮因素是同位素的有效壽命，即它們在生產后保持放射性和適合醫療用途的時間。

用于治療的放射性同位素通常擁有持續幾天的半衰期，使它們能夠有效地殺死癌細胞。它們也可以在這么短的時間內從生產現場運到醫院和治療中心。

相比之下，其他診斷性同位素的半衰期極短，這意味著它們在幾小時內迅速衰變失去效力，并且不能遠距離運輸。

回旋加速器之所以有價值，是因為它們可以在現場或附近生產同位素，確保患者得到快速、準確的診斷和及時的治療。

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

回旋加速器還通過生產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胞，這有助于摧毀癌細胞，同時最大限度地減少對健康組織的損害。

回旋加速器在現代基礎設施、醫療保健和研究中發揮著至關重要的作用。

如今，有數千臺回旋加速器在世界各地特別是醫院、癌癥中心和研究機構運行。隨著對正電子發射斷層掃描和單光子發射計算機斷層掃描（SPECT）等非侵入性診斷工具的需求增加，對回旋加速器和尋求生產無鈾放射性同位素的研究設施的需求也在增加。

以前，許多醫用放射性同位素是在核反應堆中使用鈾生產的，這一過程會產生長壽命放射性廢物，并引起安全和安保關切。為了找到更清潔、更安全的方法來生產這些重要材料，各國正在轉向無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院和機構有可能利用這項技術。研究人員繼續探索放射性同位素在環境科學、材料工程和國土安全方面的新用途。

雖然自20世紀30年代以來，回旋加速器背后的核心原理一直未變，但這項重要技術仍在不斷發展和適應21世紀的需要。

• 原子能機構向世界各國特別是那些資源有限的國家提供支持，使其能夠獲得、運行回旋加速器和受益于回旋加速器技術。
• 原子能機構指導回旋加速器設施的基礎設施發展，就設備技術規格提供建議，并確保滿足安全標準。
• ?原子能機構培訓醫學物理師、工程師和核醫學專業人員，以確保各國擁有安全有效地操作回旋加速器的熟練人員。
• 原子能機構還協調開展協調研究項目，將世界各地的專家匯集在一起，開發新的同位素，改進回旋加速器的性能，并探索新的醫學和工業應用。
• 原子能機構放射性核素生產用回旋加速器數據庫和放射性藥物數據庫為決策者、研究人員、技術專家和學生提供使用回旋加速器生產的放射性核素及其用于患者護理和治療用不同放射性藥物制劑的概況。??