质子加速器是一类用于将质子(氢核)加速到高能量的装置,依靠交变电场做功并用磁场控制束流路径。
常见类型包括回旋加速器、同步加速器与直线加速器(LINAC),现代装置常结合超导磁体与射频腔以提高能量与效率。
质子加速器广泛应用于高能物理实验、核素制备、材料辐照试验,尤其在医学上发展迅速——质子治疗能够以布拉格峰精确沉积能量,对肿瘤进行高剂量照射而最大限度保护周围正常组织。
关键技术包括高真空系统、束流制备与聚束、束诊断与纠偏、靶站与辐射防护等。
当前挑战有高强度束流下的束稳定性、靶耐久性、运行成本与场地需求。
未来发展方向集中在小型化与降本(如紧凑型回旋加速器、激光等离子体加速)、超导与高效率射频技术,以及与医学影像结合的实时适形照射系统。
质子加速器作为跨学科平台,既推动基础科学探索,也为临床与工业提供重要应用。