CURSO-OSR-2019-2

El Cinclotrón ideado en 1931 por Ernest O. y Lawrence y M. Stanley Livingstone, en la Iniversidad de Berkley (California), como acelerador de partículas cargadas. 

Un ciclotrón es básicamente una cámara cilíndrica de alto vacío en la que mediante un campo magnético paralelo al eje del cilindro y un sistema de radiofrecuencia para generar un campo eléctrico alternante, es posible acelerar a energías muy elevadas (~10 MeV) partículas elementales (como protones y deuterones) producidas mediante una fuente de iones situada en el centro de la cavidad.  Se inyecta un chorro de partículas en el seno del campo magnético, que las acelera en una trayectoria circular.  A medida que las partículas ganan energía, el campo las obliga a recorrer una espiral creciente, saliendo al final proyectadas en línea recta del acelerador. 

Los físicos crearon los aceleradores con dos fines principales: para descubrir partículas nuevas o investigar la estructura de los objetos del micromundo (es decir, las propias partículas). 

Fernanda H

La comunidad científica trabaja de manera constantemente en el desarrollo de  aplicaciones de la radioactividad, uno de los campos con importantes logros es el de la medicina. Para satisfacer necesidades específicas de diferentes grupos de usuarios, la ciencia ha respondido con una variedad de ciclotrones.

La mayoría de  máquinas está instalada en hospitales e instituciones especializadas como SOLCA, el IESS entre los que se conoce, en la producción y uso de radiofármacos. Los ciclotrones para la producción de radionúclidos utilizados en la medicina nuclear son, por lo general, compactos y usan reacciones nucleares con iones ligeros (protones, deuterones). La mayoría de los equipos disponibles comercialmente acelera iones negativos. Esto significa que el haz que sale de la fuente de iones, en el caso de los protones, es H-. Al final de su trayectoria el haz pasa por una región donde se encuentra un elemento exfoliador, comúnmente conocido como stripper, que extrae los electrones del ion H- y se crea el ion H+, el cual es desviado por el campo magnético, en dirección opuesta de la trayectoria circular seguida por el haz hasta ese momento y sale por unos de los puertos de extracción de la máquina.

Las sustancias radiactivas empleadas como radiofármacos contienen en su estructura un radionúclido y su forma química define su comportamiento en el organismo. Los estudios consisten en  preparar  radiofármacos para la Tomografía por Emisión de Positrones (PET), medicamentos marcados con radionúclidos emisores de positrones producidos en ciclotrones. Estos radiofármacos se administrar al paciente, generalmente por vía intravenosa, una pequeña cantidad de una sustancia radiactiva y se sigue su trayectoria por medio de un equipo externo de detección de la radiación.

Solca Guayaquil obtuvo el ciclotrón en el año 2011, uno de los primeros en adquirir en el país con la finalidad de brindar servicio a los pacientes que padecen cáncer, es un equipo blindado donde se aceleran las partículas para obtener una sustancia radiactiva, el flúor 18, pasa a través de unas mangueras hacia la radiofarmacia, en el cual se combinan el flúor con una molécula de glucosa. Se obtiene la sustancia radiactiva fluorodesoxiglucosa (FDG), a la que se administra al paciente a través de la vía intravenosa para, después de 40 a 60 minutos de reposo se lo realiza el examen en el PET.

Los tejidos tumorales del paciente captan la sustancia química haciéndole visible, de un color característica, amarillento, en las imágenes tridimensionales computarizadas que captura el PET. Permite la localización exacta del órgano que está siendo afectado por las células cancerígenas.

Estimada Caty

Importante abordar este tema, es conocido que en nuestro País contamos con dos ciclotrones, ubicados en el Hospital del IESS Carlos Andrade Marín de la ciudad de Quito y en el Hospital oncológico SOLCA de la ciudad de Guayaquil.

Debido a que en el ciclotrón de manera general se producen isótopos emisores de positrones se debe considerar las normas y recomendaciones de Protección Radiológica emitidas por los Organismos Reguladores con la finalidad de proteger a las personas que intervienen en los procedimientos de producción.  Es por ello que se requiere de la presencia de un Oficial de Seguridad Radiológica que se encargue entre otras funciones del programa de Garantía de Calidad en esta área.

Saludos Cordiales

juan Miguel Olalla

Hablar de ciclotrones es hablar de la ultima tecnologia, asi se dice de los equipos que se han fabricado recientemente, tuve la oportunidad de trabajar en solca hace muchos anos atras cuando instalamos una fuente de cobalto teratrhon 780, alli queria hacer mantenimiento de aceleradores lineales el  mas conocidos es el ciclotron   hay de  tamanos gigantes con propositos de investigacion y  como ud senala el de solca es para tratamiento,  solo por recordar un poco a manera ilustrativa se realizaba un blindaje de concreto armado de un metro de ancho  con una puerta plomada de dos centimetros de plomo, por ser fuentes radiactivas el personal estaba en riesgo de irradiarse continuamente, esto no ocurre con los aceleradores ya que las particulas son  aceleradas con campos magneticos o electricos, de esta manera disminuimos significativamente el riesgo de irradiaciones involuntarias. 

Saludos cordiales compañera,

Se podria acotar que el ciclotrón fue uno de los primeros tipos de aceleradores de partículas, y todavía hoy, se utiliza como la primera etapa en algunos grandes aceleradores de partículas de múltiples etapas. Hace uso de la fuerza magnética que se ejerce sobre una carga móvil, para llevarla y guiarla sobre una trayectoria semicircular. 

Además en el Ecuador existen varias guias de procedimiento de instalacion del mismo en conjunto con la Radiofarmacia para la dispensación, control de calidad, control microbiológico y sintetisación del F18 con Glucosa para formar el producto final fármaco FDG; y finalmente el PET-CT como equipo de diagnóstico por imágenes de pacientes bajo uso de FDG.

Investigando un poco del tema, encontré ciertas limitaciones del CICLOTRON y es que cuando se alcanzan velocidades muy altas (relativistas), la masa varía junto con frecuencia del ciclotrón, dejando de estar en resonancia con la de la corriente, por tanto deja de funcionar. Este problema llevó al desarrollo del SINCROTRÓN

Es un acelerador de partículas capaz de observar estructuras moleculares como si fuera un grandioso microscopio, Se trata de una impresionante infraestructura en forma de hélice plateada  Algunos ya la denominan la «Fórmula 1» de la ciencia. Pero, ¿para qué sirve? Más modesto y con funciones diferentes a las de su hermano mayor, el LHCde Ginebra, que pretende recrear en laboratorio los momentos que sucedieron al Big Bang y desentrañar los orígenes del Universo, elSincrotrón producirá un haz de luz microscópico de gran intensidad para conocer las estructuras moleculares de la materia, como si creáramos un puzzle con millones de piezas diminutas que pudiéramos identificar una a una. Su trabajo tendrá las más diversas aplicaciones, desde la genética y la paleontología, a la química y la industria farmacéutica.

 Funciona de la siguiente forma: los electrones se mueven a través de un cañón y se aceleran con campos eléctricos, primero en un acelerador lineal y después en otro circular. Como si fuera un tiovio, los electrones alcanzan la energía máxima de 3.000 millones de electrovoltios a una velocidad próxima a la de la luz (99,99). A partir de ahí se introducen en un anillo de almacenamiento, un tubo circular de unos 270 metros de perímetro donde se mantienen dando vueltas de forma constante.