质子加速器是利用电场和磁场将质子加速到高能量的装置。
根据结构和工作方式,常见类型有直线加速器(LINAC)、回旋加速器和同步加速器。
直线加速器适合注入与加速初级束流,回旋加速器结构紧凑但能量受限,同步加速器可达到更高能量并用于高能物理研究。
质子束具有良好的能量沉积特性(布拉格峰),因此在肿瘤放射治疗中能精确杀伤肿瘤组织而保护周围健康组织;此外质子加速器还用于同位素生产、材料改性与基础粒子物理实验。
当前挑战包括设备体积大、造价高、运行与维护复杂以及对束流稳定性的严格要求。
未来发展方向侧重于超导腔体提高效率、激光驱动与等离子体加速实现紧凑化,以及智能化控制和剂量监测技术提升临床可用性。
随着技术进步,质子加速器将在医学、工业与科学研究中发挥愈加重要的作用。