サイクロトロンとは？
さいくろとろん
サイクロトロンは、磁場と高周波電場を組み合わせて荷電粒子を渦巻き状に加速する円形粒子加速器です。
サイクロトロンは、荷電粒子（陽子・重陽子・アルファ粒子など）を磁場で円運動させながら、高周波電場によって繰り返し加速する装置です。二つの半円形の電極（Dと呼ばれる）の間に交番電場を加え、粒子が半周するたびにエネルギーを得て、軌道半径が次第に大きくなる渦巻き状の経路をたどります。
アーネスト・ローレンスが1930年代に発明し、その功績でノーベル物理学賞を受賞しました。当初は核物理の基礎研究に使われましたが、現在は医療・産業・科学の幅広い分野で活用されています。
主な用途は以下のとおりです。
- PET検査用放射性同位体（フッ素18など）の製造
- がん治療のための陽子線・重粒子線の生成
- 核物理・素粒子物理の実験
- 材料の中性子照射試験
通常のサイクロトロンは粒子が相対論的速度に近づくと同期が崩れる限界がありますが、電場の周波数を変化させるシンクロサイクロトロンや、磁場を変化させるアイソクロナスサイクロトロンなどの改良型が開発され、より高エネルギーの加速が可能になっています。医療機関にも設置例があり、放射線診断・治療において重要な役割を担っています。
使い方・例文
病院に設置されたサイクロトロンでは、PET検査に用いる放射性フッ素（18F）を院内で製造し、患者に投与してがんの部位を画像で確認するといった使われ方をします。
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