Die Positronenstrahler werden in Zyklotrons hergestellt. Im Anschluss wird das Radiopharmakum hergestellt. Für die gängigsten gibt es fertige Module, die direkt an das Zyklotron angeschlossen sind.
In der Medizin werden fast ausschließlich kompakte Negativ-Ionen-Zyklotrons verwendet, die für diesen Einsatz optimiert sind. Zyklotrons sind eine Weiterentwicklung der Linearbeschleuniger. Sie haben vor allem den Vorteil, dass sie recht kompakt sind.
Ein Zyklotron besteht aus zwei Hohlelektroden D1 und D2, den Dees. Die beiden Dees sind zwischen den Polen eines Elektromagneten angeordnet, welcher ein homogenes Magnetfeld (B) senkrecht zur Kreisbahn erzeugt. In der Mitte befindet sich eine Wasserstoff-Ionen-Quelle. Die Ionen werden durch die an den Dees angelegte Wechselspannung beschleunigt. Aufgrund der Lorenzkraft werden die Ionen in einer Spiralbahn gehalten. Überschreitet der Radius einen bestimmten Wert (abhängig vom Zyklotron), dann durchqueren Ionen eine dünne Folie, wodurch die beiden Elektronen abgestreift werden. Dabei wird das Ion positiv und somit nach außen abgelenkt. Der austretende Ionenstrahl wird am Ende der Kreisbahn auf das Target geleitet. Hier kommt es zur Wechselwirkung mit den Atomen des Targetmaterials.
[Quelle: Kursus der Nuklearmedizin an der Uni Regensburg, Stand: 18.08.2005}
Die Wechselwirkung am Target kann mit folgender Formel beschrieben werden:
p + 18O → 18F + n
Neben dem Fluor-Isotop ist also auch ein Neutron entstanden.