现代医用回旋加速器多采用分离扇形磁铁调变磁场技术，属等时性回旋加速器范畴。医用回旋加速器的工作原理是：带电粒子在磁场和交变电场作用下，反复在磁场做弯曲运动（回旋）并被交变电场反复加速，直至达到预期所需粒子能量，通过粒子束流引出系统引出，轰击靶系统中的靶材料，获得所需正电子放射性核素。

加速器用的靶材料需要有较高的靶核含量、良好的耐热和散热性能，发生有害副反应的成分和杂质少，并便于进行生成放射性核素的分离和纯化。由于一种元素往往有几种同位素，核反应后会生成一些不需要的核素，有时需要使用富集靶核的靶材料制靶。制靶的方法有焊接、电镀、烧结等，既要使靶牢固、导热好、装卸方便，又不影响产物的纯度。

对于实际临床生产的需求，氟-18（¹⁸F）离子占据了绝大部分的比例，相应的生产技术也得到迅速改进。随着PET/CT检查人数的不断增加，¹⁸F-FDG的需求大大增加，催生了各个回旋加速器厂家对靶的容量及¹⁸F产量的升级，大多数厂家都把靶容量升到了1.4～2.0毫升，¹⁸F的产量也可多达几个甚至十多个居里，单次合成¹⁸F-FDG就可超过5居里。各厂家在提高靶量的同时，也对靶的结构进行了很大的革新，由最初的银质靶体发展到如今的钛、铌材质的合金靶。另外，碳-11（¹¹C）和氧-15（¹⁵O）这些半衰期相对较短的核素也被广泛生产。