Ciclotrone

Acceleratore circolare di particelle atomiche. Viene utilizzato dai fisici per studiare la struttura della materia. I medici in genere dispongono di modelli meno potenti, che producono molecole radioattive o emettono radiazioni impiegate in radioterapia.

Principio

Particelle cariche, per esempio protoni o ioni più pesanti, vengono iniettate all’interno di una camera circolare sotto vuoto, il cui diametro si misura in metri. Qui sono sottoposte, da una parte, a un campo elettrico ad alta frequenza, che imprime loro una velocità talvolta vicina a quella della luce (quasi 300.000 km al secondo), dall’altra a un campo magnetico che le manda in orbita su una traiettoria a spirale, la cui ampiezza aumenta progressivamente. Quando le particelle hanno raggiunto la velocità desiderata, vengono espulse sotto forma di fascio verso un punto d’impatto.

Impiego diagnostico e terapeutico

A seconda dell’utilizzo cui il ciclotrone è adibito, cambiano la natura delle particelle accelerate e quella del bersaglio contro cui vengono dirette. Questo bersaglio può contenere una sostanza che, diventata radioattiva per effetto dell’esposizione a radiazioni, servirà in seguito a fini diagnostici per mezzo di una gammacamera (tallio 201, iodio 123). In alcuni casi tali sostanze emettono positroni e sono utili per esami specializzati. È questo il caso del fluoro 18, che permette di produrre 18-fluorodeossiglucosio (18FDG), impiegato in ambito clinico per la tomografia a emissione di positroni (PET).

Nella terapia con protoni, la grande precisione balistica dei fasci protonici permette di distruggere selettivamente tumori di piccole dimensioni. In quella con neutroni, un fascio neutronico, ottenuto bombardando un bersaglio metallico con protoni, viene utilizzato per trattare i tumori resistenti alla radioterapia classica.

Dopo una seduta di questo tipo, il paziente deve rimanere per qualche ora in isolamento in un apposito ambiente a tenuta stagna, perché i tessuti irradiati sono suscettibili di presentare una radioattività transitoria.