质子加速器是将质子加速到高能状态的装置,通过射频电场做功和磁场约束,实现对带电粒子的加速与精确控制。
常见类型包括直线加速器(linac)、回旋加速器和同步加速器,它们在能量范围、体积和束流强度上各有优势。
加速器的核心组件有射频加速腔、磁铁系统、真空腔和束流诊断设备。
质子加速器在基础物理研究中用于探测基本粒子与相互作用,在材料科学中进行辐照试验与表征,在工业上用于放射性同位素生产和无损检测。
医学领域中,质子治疗以其布拉格峰特性实现高剂量聚焦,显著降低周围正常组织的辐射损伤,成为精准放疗的重要手段。
近年来,超导磁体、超导加速腔和激光驱动等新技术推动加速器向更紧凑、高效方向发展,同时对束流质量、运行可靠性与辐射防护提出更高要求。
全球多个大型设施和国际合作项目正在推动技术共享与应用拓展,未来高性能质子加速器将在基础科学、能源、医疗等领域发挥更大作用。