质子加速器是将质子加速到高能状态的装置,借助射频电场逐级增加粒子动能并用磁场引导束流在真空管道中传输。
常见类型包括直线加速器(linac)、回旋加速器和同步加速器,各自适应不同能量范围与束流强度需求。
质子加速器在基础粒子物理研究、放射性同位素生产、材料表征与改性以及医学领域尤为重要。
临床上,质子放疗利用布拉格峰效应,将大部分能量沉积在肿瘤位置,从而更精确杀伤病灶并减少对周围健康组织的损伤。
设备主要由加速腔、聚束与偏转磁体、真空系统、束流诊断与靶室构成,运行需要严格的辐射屏蔽和安全管理。
面临的挑战包括建设与运行成本高、设备体积大及束流稳定性要求高。
未来发展方向集中在超导技术提升能效、小型化与成本下降、以及激光驱动等新型加速方案,期望推动质子加速器在临床、工业与科研中的更广泛应用。