现代医用回旋加速器类型

回旋加速器已成为现代分子核医学研究和应用的重要工具。目前全世界约有二百多台医用回旋加速器分布在PET中心，根据加速粒子种类将现代医用回旋加速器分为正离子回旋加速器、负离子回旋加速器、单粒子加速器（Single-particle accelerator）和多粒子加速器（Multi-particle accelerator）；根据提供束流加速平面与地平面是平行还是垂直而分为水平加速平面回旋加速器（卧式加速器）（horizontal-cyclotron）和垂直加速平面回旋加速器（立式加速器）（vertical-cyclotron）。

①  正离子回旋加速器  在回旋加速器中生产正电子核素的许多核反应是由正离子介入来完成的，因此可用正离子回旋加速器直接加速正离子来轰击（Bombardment）靶核生产正电子核素。但加速正离子后得到的高能粒子束需要由金属电极偏转板形成的偏转电场来完成束流的引出，在引出过程中，高能粒子束与金属电极板以及屏蔽材料之间发生碰撞会引起附加的辐射。

②  负离子回旋加速器  负离子回旋加速器则利用碳剥离膜（stripping foil）（简称碳膜）来完成高能粒子束的引出。碳膜被驱动装置定位在回旋加速器内粒子旋转轨道半径上，当粒子束流的能量达到所需的最大能量时，所有出现在提取碳膜区域的负离子束必须穿过碳膜，在穿过碳膜期间，两个约束松弛的外层电子被剥离，负离子失去电子，转变为正离子。由于轴向磁场恒定不变，改变了电极性的粒子束受到与原来相反方向的磁场力的作用而改变了在磁场中运动方向，从而被引出而进入靶室。提取膜的位置直接确定束流的能量，并能够调整引出的束流引导进入任意的同位素生产靶。

③         单粒子加速器和多粒子加速器  单粒子加速器器仅加速单一的离子，如JSW006回旋加速器为6MeV的氘核（d）加速器，以d为加速粒子，进行经d介入核反应来完成正电子核素的生产，如利用¹⁴N（d, n）¹⁵O核反应生产¹⁵O-H₂O；而MINItrace回旋加速器则是利用单一的质子（p），分别以¹⁶O（p, α）¹³N和¹⁸O（p, n）¹⁸F来生产¹³N和¹⁸F正电子核素。多粒子束加速器可以对两种以上的带电粒子进行加速，以多种核反应谱来完成正电子核素的生产，如PETtrace回旋加速器可加速质子和氘核，利用不同的靶材料按特定的核反应谱来生产¹¹C，¹³N，¹⁵O和¹⁸F正电子核素；SCANDITRONIX公司生产的MC32回旋加速器则是多能量、多粒子的回旋加速器，除生产用于PET研究的正电子核素外，还用于生产其他同位素。该加速器除可加速氢核和氘核的正负离子外，还可加速氦核-3和α粒子。

  卧式加速器和立式加速器  立式加速器有较好的场地和维修服务优势，其场地优势包括着地点（footprint）小和所需要的空间高度低；虽然立式加速器的机体比卧式加速器高，但它的磁轭门（Yoke）可以像冰箱门一样向一边打开，而卧式加速器需要较高的空间限度，并且在维修服务期间需要昂贵的液压起重系统向上打开另一半磁轭（Yoke）。立式加速器的维修服务优势是容易进入真空室内部，能清楚地观察中心区域的装置，并顺畅地进行维修和更换元件。再者，立式加速器可以使靶局限化，这样靶产生的放射性局限在一个区域，而卧式加速器的靶常常在回旋加速器的周围，因此，回旋加速器的四周都分布有放射性。GE公司的PETtrace回旋加速器属于立式加速器（图1-2-2-6），其外型尺寸为6×4×4英尺（高×宽×厚）；IBA公司的Cyclone系列回旋加速器为卧式加速器。