Az ATOMKI üzemelteti Magyarország legnagyobb részecskegyorsító berendezését, az MGC-20 típusú izokrón ciklotront, amely 1985 novembere óta szolgáltat gyorsított részecskenyalábokat alap- és alkalmazott kutatások számára, továbbá orvosi és ipari alkalmazásokhoz. A gyorsító széles tartományban változtatható paraméterű nyalábokat képes előállítani, így rugalmasan alkalmazható a különböző tudományterületek által megkívánt feladatokra. A ciklotron olyan nyalábvezető rendszerrel rendelkezik, amely lehetővé teszi a nagyon eltérő és speciális követelményekkel rendelkező felhasználói igények kielégítését.

Az ATOMKI MGC-20 ciklotronja egy olyan változtatható végenergiájú kompakt ciklotron, amely proton, deuteron, ³He és alfa részecskenyalábokat képes gyorsítani 1985 évi indulása óta. Körülbelül két évtizedig az egyetlen ciklotron típusú gyorsító berendezés volt az országban, számos kutatási és alkalmazási program mellett jelentős orvosi (PET - Positron Emission Tomography) felhasználással. Az azóta eltelt években több új PET-ciklotront helyeztek üzembe az országban, amelyek proton- és deutérium-nyalábokat az ATOMKI ciklotronhoz közeli végenergiával képesek előállítani. Bár az új ciklotronok nyalábintenzitásban és így az orvosi célú működtetés gazdaságosságában felülmúlják az MGC-20-at, az ATOMKI berendezése még mindig a legsokoldalúbb és a különböző felhasználói feladatokhoz rugalmasan illeszthető gyorsító, amely ezért nem rutinjellegű feladatok megoldására is kiválóan alkalmazható. Ezt a széles tartományban változtatható nyalábparaméterek mellett a gyorsító fejlett külső nyalábvezető rendszere és az alkalmazott nyalábdiagnosztikai megoldások is elősegítik.

Részecskenyalábok

• Proton     energia: 2,5 - 18 MeV,     intenzitás: 40 µA
• Deuteron     energia: 1 - 10 MeV,     intenzitás: 40 µA
• ³He++     energia: 4 - 27 MeV,     intenzitás: 10 µA
• Alfa     energia: 2 - 20 MeV,     intenzitás: 20 µA

Külső nyaláb energiaszórása:     < 3x10^-3

Analizált nyaláb energiaszórása:     < 10^-3

Nyaláb emittancia

• vízszintes sík:     30*Pi mm*mrad
• függőleges sík:     15*Pi mm*mrad

Külső targethelyek száma:     8 vízszintes, 1 függőleges

Mérföldkövek a ciklotron történetében

• 1980-83 Tervezés és beszerzés (a NAÜ - Nemzetközi Atomenergia Ügynökség támogatásával)
• 1984-85 Gyártás és telepítés
• 1985 november: Üzembe helyezés
• 1986 SPECT-izotópok termelésének kezdete
• 1987 Gyors neutronokkal végzett orvos- és agrobiológiai kutatások indulása
• 1994 PET-izotópok termelésének kezdete
• 1997 Sugárkárosodási vizsgálatok indulása
• 1997-99 Felújítási projekt (a NAÜ Műszaki Együttműködési programjának támogatásával, a projekt száma: HUN/4/013)
• 2002 Vékonyréteg aktivációval végzett kopásvizsgálatok indulása
• 2003 A ciklotron nagyfrekvenciás rendszerének felújítása (a Magyar Tudományos Akadémia támogatásával)
• 2005 CVD gyémánt besugárzások kezdete
• 2010 Analizáló mágnes NMR (Nuclear Magnetic Resonance) térstabilizáló rendszerének felújítása
• 2014 A nagyfrekvenciás rendszer csöves meghajtó erősítőjének felváltása saját tervezésű 2 x 2,4 kW teljesítményű félvezetős erősítővel

Nyalábvégek:

• 2     Neutronforrás berillium céltárggyal
• 2a    Levegőre kihozott nyaláb (vékonyréteg aktiváció) és vákuumkamrás mérések (magreakció hatáskeresztmetszet)
• 3     Magfizika
• 4     Szórókamra, magfizika
• 5     Kvázi-monoenergiás gyorsneutronforrás
• 5a    Mágneses spektrométer, magfizika
• 6     Vízszintes, izotóptermelő nyalábvég
• 7     Függőleges, izotóptermelő nyalábvég
• 9     Asztrofizika

Kapcsolódó infrastruktúra:

• Radiokémiai laboratórium
• Gamma spektrométerek

Videók:

• Laboratories of Atomki: Cyclotron (animation)

• Ciklotron - Hogyan működik?

Kapcsolódó publikációk:

• Z. Kormány, I. Ander:
  New digital NMR system for an old analyzing magnet
  In: Petit-Jean-Genaz (szerk.) 2nd International Particle Accelerator Conference. IPAC 2011 (2011) pp. 1215-1217.

• Z. Kormány, I. Ander, P. Kovács, T. Lakatos, I. Szűcs:
  Renewal and automation of the atomki MGC-20 cyclotron
  In: JL. Laclare, W. Mitaroff, C. Petit-Jean-Genaz (szerk.) EPAC 2000. 7th European Accelerator Conference. Vienna, 26 to 30 June 2000. Proceedings. (2000) pp. 1844-1846.

• S. Biri, I. K. Vajda, P. Hajdu, R. Rácz, A. Csík, Z. Kormány, Z. Perduk, F. Kocsis, I. Rajta:
  The Atomki Accelerator Centre
  European Physical Journal Plus 136 (2021) 247.

Kapcsolódó fejlesztési projektek:

• TKP2021-NKTA-42; Gyorsító alapú nukleáris technológiai kutatások és fejlesztések
• GINOP-2.2.1-15-2016-00012; eMFC: Újszerű ipari integrált irányítási szoftver keretrendszer kutatása és alkalmazása kísérleti fizikai nagyberendezésekre

Kapcsolódó tudományos projektek:

• EURO-LABS: Európai laboratóriumok a gyorsító-alapú tudományért
• TKP2021-NKTA-42; Gyorsító alapú nukleáris technológiai kutatások és fejlesztések
• GINOP-2.3.3-15-2016-00034; EGZOMAG: Egzotikus magfolyamatok kutatása itthon és ESFRI roadmap intézetekben
• GINOP-2.2.1-15-2016-00012; eMFC: Újszerű ipari integrált irányítási szoftver keretrendszer kutatása és alkalmazása kísérleti fizikai nagyberendezésekre
• TÁMOP-4.2.6-15/1-2015-0001; KOMPLEX INNOVÁCIÓ - Egészségipari hálózat a hatékonyság növelése érdekében
• VKSZ_14-1-2015-0021; NNKP: Az MTA Atomki részvétele a Nemzeti Nukleáris Kutatási Programban
• Magyar-indiai TéT együttműködés; 163-Ho radioaktív forrás készítése neutrínó tömegének meghatározásához
• FP7-IDEAS-ERC 203175; ATOMKI-PPROCESS: Az asztrofizikai p-folyamat szempontjából jelentős magreakciók kísérleti vizsgálata