اصول کار بتاترون براین مبناست که الکترون ها در یک میدان مغناطیسی متغیر در یک مدار دایره ای شتاب پیدا می کنند.
تیوب شتاب دهنده به صورت یک فندق تو خالی می باشد که بین دوقطب یک مگنت متناوب واقع است. در لحظه شروع جریان متغیر یک پالس الکترونی به داخل محفظه خلاء، به وسیله تزریق کننده الکترونی تزریق می شود. با افزایش میدان مغناطیسی، الکترون ها شتاب پیدا نموده و اطراف محفظه حرکت نموده و سرعت آنها افزایش می یابد. تا موقع انتهای اولین ربع موج میدان مغناطیسی متغیر، الکترون ها چندین هزار چرخش در اطراف محفظه چرخیده و در این صورت ماکزیمم انرژی را به دست می آورد. در این لحظه یا زودتر الکترون ها به خارج پرتاب شده و در مسیر خود به یک هدف برخورد و تولید اشعه x می نمایند و یا آنکه به یک صفحه نازک جهت پراکنده نمودن الکترونها برای درمان با الکترون برخورد می نمایند.

بتاترون ها اولین مرتبه در سال 1950 میلادی در رادیوتراپی بکار رفت. متعاقب آن شتابدهنده های خطی ساخته شدند. بتاترون ها قادر به تولید الکترون ویا اشعه x با انرژی های کمتر از Mev 6 و Mev 40 میباشند.
البته این سیستم ها قادر به ایجاد جریان الکترونی کمی می باشند. مقدار دز حاصله از بتاترون در مقایسه با شتابدهنده خطی و حتی کبالت های جدید، کم می باشد. درهر حالت مقداردزالکترون به حد کافی زیاد می باشد. علت اختلاف دز الکترونی و اشعه x آن است که معمولاً‌ مقدار دز الکترونی برای ایجاد مقدار مشابهی اشعه x جهت تامین مقدار دز لازم برای درمان، بسیار زیادتر (حدود سه مرتبه ) می باشد.
ساخته شدن و وجود شتابدهنده های با انرژی متوسط ومقدار دز زیاد، اندازه فیلد بزرگ و الکترون درمانی تا Mev 20 موجب آن شده که این سیستم ها به طور مناسب تر و وسیعتر به کار گرفته شوند. علاوه بر آن کم بودن مقدار دز و کوچکی اندازه فیلد بتاترون بعنوان مهمترین عیوب بتاترون ها می باشند. بنابراین به نظر می رسد که این سیستم ها دیگر مشتاق زیادی نداشته باشد.
در دستگاه های شتاب دهنده خطی باید برای سرعت بالاتر طول لوله هدایت کننده را زیاد کرد و در نتیجه حجم دستگاه زیاد می شود وفضای بیشتری نیاز دارد. البته حسن چنین دستگاه هایی تولید پرتوهایی با انرژی زیاد است. شتاب دهنده های خطی بعضی تک انرژی اند، بعضی دو انرژی اند. سیستم های جدیدتر سه نوع انرژی تولید میکنند که توسط اپراتور از قبل باید انتخاب شود. در نوع خطی طرز قرار گرفتن تیغه ها برای مقدار انرژی تغییر می کند ولی در نوع بتاترون مقدار دوزها مؤثر است.
بنابراین اساس کار در بتاترون به طور خلاصه این است که الکترون در یک میدان مغناطیسی متغیر به دوران در آید و سرعت گیرد و از میدان خارج کرد. الکترون با دور زدن انرژی اش بیشتر می شود. وقتی به حد مورد نظر رسید الکترود منحرف کننده ( هدایت کننده ) آن را تحت تاثیر قرار می دهد و در اثر انحرافی، مسیرش تغییر می کند و طوری طراحی شده است که از قسمت پنجره خارج می شود و به هدف برخورد می کند.
r = mev / Bqe شعاع حرکت الکترون 
V = Bqe r / me = KB.r سرعت الکترون 
شتاب دهنده های پرشکی، شتابدهنده های فشرده ای هستندکه برای تولید رادیونوکلئیدهای با عمر کوتاه به ویژه آنهایی که در برش نگاری گسیل پوزیترون استفاده می شود، به کار می روند. در این شتابدهنده پروتونها دوترونها و ذرات a با انرژی کم تا متوسط در دسترس می باشند. این یکاها به صورت تجاری در دسترس اند و می توانند در فضای نسبتاً‌ کوچک نصب شوند.
نمونه ای از یک رادیونوکلئید معمول تولید شده در شتاب دهنده In می باشد که با بمباران Cd با پروتونهای 12 mev در یک شتاب دهنده تولید می شود. واکنش هسته ای به شرح زیر می باشد: C d (p,n) In
که در آن Cd توکلئید هدف ، پروتون p ذره بمباران کننده ، نوترون n ذره گسیل شده و In رادیونوکلئید تولید شده میباشد. در این مورد، دومین ذره ممکن است تابش نشود، چرا که ممکن است انرژی کافی پس از گسیل اولین نوترون باقی بماند. انرژی برانگیختگی که برای گسیل ذره هسته ای دیگر کافی نیست به وسیله تابش پرتوهای گاما آزاد می شود.
همانگونه که می توان فهمید، رادیونوکلئیدهایی که با اعداد اتمی متفاوت با اعداد اتمی ایزوتوپهای هدف تولید می شوند، در برگیرنده هیچ ایزوتوپ پایدار ( سرد یا ناقل ) قابل شناسایی با روش های تحلیلی نمی باشند و چنین محصولاتی بدون ناقل canier – free نامیده می شوند اما در عمل تهیه چین محصولاتی بدون وجود چنین ایزوتوپ پایداری نا ممکن است. واژه دیگر در مورد این محصولات بدون افزودن ناقل no canier added است که یعنی هیچ ایزوتوپ پایداری از روی قصد به محصول اضافه نشده است. ماده هدف تابش باید خالص و ترجیحاً یک تک ایزوتوپ یا دست کم از نظر ایزوتوپی غنی شده باشد تا از تولید رادیونوکلئیدهای ناخواسته جلوگیری شود. از آنجا که ممکن است ایزوتوپهای گوناگون عناصر مختلف در هدف تولید شود، ضروری است ایزوتوپهای هرعنصررا جدا نمود. این کار را با روشهای شیمیایی از جمله استخراج با حلال ته نشینی تبادل یونی و تقطیر انجام می دهند.