- Campus
- 7 min
- 02/03/2026
Straling op campus: deeltjes versnellen voor medisch gebruik
Wat er komt kijken bij het maken van radioactieve stoffen voor de zorg
In een betonnen bunker op de TU/e-campus draait een machine die weinigen ooit zien, maar waar ziekenhuizen van afhankelijk zijn: een cyclotron. Spin-off AccTec versnelt er protonenbundels mee voor medische doeleinden. Binnenkort wordt een tweede deeltjesversneller in werking gesteld.
AccTec is te vinden in de gebouwen Cyclotron en Extractor, aan de zuidzijde van de campus. Het bedrijf werd in 1999 opgericht als spin-off van de TU/e en is inmiddels uitgegroeid tot een van de succesvolste dochterondernemingen van de universiteit; alleen uitzendbureau Euflex draait een grotere omzet.
Wat dit succes letterlijk en figuurlijk draaiende houdt, is het cyclotron: een deeltjesversneller waarmee protonen worden versneld om zogeheten radionucliden te produceren. Radionucliden vormen de bouwstenen van radiofarmaca: radioactieve middelen voor medische diagnose en behandeling.
Om de productie van radionucliden verder uit te breiden, neemt AccTec binnenkort een tweede cyclotron in gebruik. Dat brengt nieuwe uitdagingen met zich mee wat betreft techniek, veiligheid en regelgeving, vertellen AccTec-directeur Leo van IJzendoorn en TU/e-stralingsdeskundige Gilles Moerdijk (respectievelijk rechts en links op de hoofdfoto). Maar eerst leggen ze uit hoe een cyclotron precies werkt.
Hoe werkt een cyclotron?
Een cyclotron is een specifiek type deeltjesversneller dat bestaat uit een elektromagneet in de vorm van twee schijven met daartussen een vacuümsysteem met een ionenbron en hoogfrequente elektrische velden. Het apparaat versnelt geladen deeltjes, zoals protonen, tot extreem hoge snelheden van circa 60.000 kilometer per seconde. Ter vergelijking: dat komt neer op 20 procent van de lichtsnelheid.
Dubbelrol
AccTec heeft in totaal achttien medewerkers. Een deel daarvan werkt deeltijd bij AccTec én deeltijd als onderzoeker aan de TU/e, bij de faculteit Applied Physics and Science Education. Dat brengt een waardevolle wisselwerking met zich mee, stelt Van IJzendoorn. “Zij doen aan de TU/e bijvoorbeeld onderzoek naar nieuwe versnellers, en die kennis kunnen ze bij ons in de praktijk toepassen. Dat zorgt voor een sterke kruisbestuiving tussen onderzoek en praktijk.”
“Het karakteristieke aan een cyclotron is dat de deeltjes in een spiraalvormige baan bewegen, vandaar ook de naam”, legt Van IJzendoorn uit. Dat versnellen ontstaat door de combinatie van een magnetisch en een hoogfrequent elektrisch veld. “Het magneetveld zorgt ervoor dat de deeltjes in een cirkel blijven bewegen, terwijl het elektrische veld de deeltjes bij elke omloop een extra versnelling meegeeft.”
We maken bijvoorbeeld het radioactieve Fluor-18, dat wordt gebruikt in traceervloeistoffen voor PET-scans
Door de continue versnelling bewegen de deeltjes vanuit het midden in steeds grotere banen, totdat ze de wand van het cyclotron bereiken. “Dan worden ze uit de spiraalbaan geleid en in een zogeheten target gelanceerd, in ons geval bevat het target gewoon water.”
Door de botsing tussen de versnelde protonenbundels en de atoomkernen van het water, ontstaat een kernreactie. Hierdoor ontstaan nieuwe, instabiele, radioactieve atoomkernen, ook wel radionucliden genoemd. “We maken bijvoorbeeld het radioactieve Fluor-18, dat wordt gebruikt in traceervloeistoffen voor PET-scans”,aldus Van IJzendoorn. Medische producten waarin radionucliden zijn verwerkt – zoals bijvoorbeeld zo'n traceervloeistof – worden kortweg radiofarmaca genoemd.
Van radionuclide tot PET-scan
AccTec is verantwoordelijk voor de eerste stap van het productieproces van radiofarmaca: het versnellen van protonen. Zodra deze versnelde deeltjes het watertarget raken en er radionucliden ontstaan, is het product eigendom van hun enige klant, GE HealthCare. Dat bedrijf, dat zich ook bevindt op de TU/e-campus, verwerkt de radionucliden tot radiofarmaca: radioactieve medische stoffen, zoals middelen voor radiotherapie of traceervloeistoffen voor PET-scans.
De radioactiviteit van deze stoffen is daarbij essentieel. Wanneer een radiofarmacon in het lichaam wordt geïnjecteerd voor het maken van een PET-scan, kan de uitgezonden straling hiervan worden opgevangen door de scanner. Zo wordt zichtbaar waar de tracer zich in het lichaam ophoopt – bijvoorbeeld in tumoren.
AccTec produceert zes van de zeven dagen, en zowel overdag als 's nachts
Die essentiële radioactiviteit brengt echter ook tijdsdruk met zich mee. Radioactieve stoffen vervallen namelijk: na verloop van tijd neemt hun straling af. Zo heeft Fluor-18 bijvoorbeeld een halveringstijd van ongeveer 110 minuten.
“Dat betekent dat de radioactiviteit binnen een kleine twee uur halveert”, zegt Van IJzendoorn. Daarom produceert AccTec dag en nacht. Overdag worden radionucliden gemaakt met een langere halveringstijd, ’s nachts juist de stoffen waarvoor snelheid cruciaal is. “Tegen de tijd dat ze in radiofarmaca zijn verwerkt en in het ziekenhuis aankomen, moeten ze nog voldoende radioactief zijn – anders zie je niets op de scan.”
Uitzonderlijk stabiel
Een cyclotron is complex in gebruik, legt Van IJzendoorn uit. “Het is geen apparaat van ‘steek de stekker in het stopcontact en hij doet het’. Iedere keer dat je hem gebruikt, moet je alle knoppen opnieuw afregelen, om de protonenbundels gecontroleerd te kunnen versnellen.” Ook vertelt hij dat AccTec de installatie continu nauwkeurig observeert en veel preventief onderhoud uitvoert.
Door die complexiteit ligt de leverbetrouwbaarheid bij veel bedrijven met een cyclotron rond de 70 procent, want er gaat wel eens iets mis. AccTec heeft zich gespecialiseerd in het bedienen en afstellen van het cyclotron. “Onze leverbetrouwbaarheid ligt boven de 99 procent, dat is heel erg hoog en daar zijn we trots op.” Het cyclotron is zo goed onderhouden en uitzonderlijk stabiel afgesteld, dat de fabrikant ervan graag het systeem van AccTec gebruikt om testen uit te voeren.
Achtergrondstraling
Terwijl de productie van radionucliden onmisbaar is voor de medische zorg, brengt zij anderzijds zelf gezondheidsrisico’s met zich mee. Zowel de medewerkers van AccTec als van GE HealthCare hebben te maken met verhoogde niveaus ioniserende straling en dat kan gevaarlijk zijn. Maar om hoeveel straling gaat het hier eigenlijk?
Straling wordt gemeten in sievert. In Nederland worden burgers gemiddeld blootgesteld aan 1,5 millisievert per jaar. “Dat noemen we achtergrondstraling”, legt Moerdijk uit. “Die straling komt onder andere uit het heelal, vanuit de aardbodem, maar ook vanuit je eigen lichaam. We zijn allemaal een beetje radioactief.”
Die achtergrondstraling kan sterk verschillen per plek. “In Limburg is die bijvoorbeeld een stukje hoger dan de gemiddelde 1,5 millisievert, omdat daar meer radioactiviteit in de bodem zit. En in gebieden met veel thorium- en uraniumgesteenten in de bodem, zoals in Tsjechië en het zuiden van Finland, is het stralingsniveau wel drie keer zo hoog. Op sommige stranden in India loopt dit zelfs op tot een niveau van 10 millisievert per jaar.”
Het Nederlandse gemiddelde van 1,5 millisievert is nog zonder straling uit medische bronnen, bijvoorbeeld door radiotherapie of het ondergaan van een PET-scan, vertelt Moerdijk. “Maar ook als je vaak met het vliegtuig op vakantie gaat, komt hier nog iets bovenop. Omdat je je dan op grotere hoogte bevindt, vang je ook meer straling op vanuit het heelal.”
Het cyclotron staat in een bunker met 2,4 meter dikke betonnen muren
Veiligheidsmaatregelen
Voor bedrijven die werken met ioniserende straling geldt een vaste wettelijke grens voor wat ze mogen uitstralen. Ze mogen de omgeving, gemeten bij de terreingrens, aan niet meer dan 0,1 millisievert per jaar extra blootstellen ten opzichte van de achtergrondstraling. Dit betekent dat AccTec alles in het werk stelt om te voorkomen dat straling weglekt naar buiten en die grens wordt overschreden.
Dit doen ze op verschillende manieren. “Allereerst staat het cyclotron in een bunker met 2,4 meter dikke betonnen muren”, vertelt Van IJzendoorn. Die muren hoeven in principe maar twee meter dik te zijn, maar omdat er ook ventilatiebuizen doorheen lopen, is extra beton nodig om dat te compenseren.
De ventilatie is in principe een directe verbinding met de buitenlucht, maar door meerdere haakse bochten in de buizen verliest de straling in de lucht bij elke ‘botsing’ met de wand meer energie. De laatste radioactieve deeltjes blijven achter in een filtersysteem met actieve koolfilters, dat ook dient als automatisch noodsysteem: is het stralingsniveau toch te hoog, dan schakelt de ventilatie direct uit. Zo kan er geen vervuilde lucht naar buiten ontsnappen.
Risico's
Voor medewerkers die met radioactieve stoffen werken, gelden andere – aan het beroepsrisico gekoppelde – normen. Afhankelijk van hun werkzaamheden mogen zij een hogere stralingsdosis ontvangen dan een gemiddelde burger. Voor operators bij AccTec ligt die grens op 6 millisievert extra per jaar.
“Extra blootstelling brengt risico’s met zich mee, zoals een verhoogde kans op kanker”, vertelt Moerdijk. Maar volgens hem moet dat wel in perspectief worden geplaatst. “Je hebt als vrachtwagenchauffeur een grotere kans om te overlijden in het verkeer, dan als labmedewerker om kanker te krijgen door straling.”
Gezondheidseffecten
Acute gezondheidseffecten zullen bij medewerkers niet snel optreden. “Pas bij blootstelling rond de 200 millisievert in één keer worden tijdelijke veranderingen in het bloedbeeld gezien, zoals een daling van het aantal witte bloedcellen. En bij rond de 2000 millisievert ineens zie je een lichte roodheid van de huid ontstaan”, legt Moerdijk uit.
“Onze medewerkers krijgen maximaal 6 millisievert extra per jaar, en dat is verdeeld over een heel jaar.” Ter vergelijking: de zogenoemde LD50 – de dosis waarbij de helft van de mensen overlijdt – ligt rond de 5 sievert in één keer. “Dat is meer dan achthonderd keer de jaarlijkse extra dosis van onze medewerkers. Doses boven de 10 sievert, waaraan bijvoorbeeld enkele brandweermannen werden blootgesteld bij de ramp in Tsjernobyl, en een gedeelte van de bevolking bij de aanval op Hiroshima, heeft nog nooit iemand overleefd.”
Ondanks de relativering, lopen mensen die met ioniserende straling werken een risico waar de gemiddelde bevolking niet mee te maken heeft. Daarom wordt de blootstelling voortdurend gemonitord. In de controlekamer van AccTec houden computers continu bij hoe hoog het stralingsniveau is in de verschillende bedrijfsruimtes.
Daarnaast komen medewerkers na een bezoek aan de cyclotronbunker langs een besmettingsmonitor, die handen en voeten controleert op achtergebleven radioactieve deeltjes. Dit voorkomt dat radioactieve stoffen zich buiten de afgeschermde ruimtes verspreiden.
Aan het werk
Alles wat AccTec doet, valt onder toezicht van de stralingsbeschermingseenheid van de TU/e. Samen met de TU/e, NWO-instituut DIFFER, Fontys en spin-off PTGE werkt het bedrijf onder één zogeheten Kernenergiewet Complexvergunning, die wordt verleend door de Autoriteit Nucleaire Veiligheid en Stralingsbescherming (ANVS). In deze vergunning zijn alle bronnen van ioniserende straling op de campus gereguleerd.
Tot nu toe produceerde AccTec met één cyclotron, maar met de komst van een tweede moest die vergunning worden vernieuwd. Naar verwachting treedt de nieuwe vergunning later deze maand in werking. De installatie staat in ieder geval al klaar voor gebruik, inclusief alle benodigde veiligheidsmaatregelen.
Discussie