质子加速器是一类将带正电的质子加速到高能量的装置,主要依靠交变电场对粒子做功并用磁场控制其轨道。
按结构可分为线性加速器(LINAC)、回旋加速器与同步加速器,现代大能量装置常采用超导磁体与射频腔以提高效率与能量上限。
质子束具有良好的能量沉积特性(布拉格峰),在医学上用于肿瘤的质子放射治疗,能在靶区集中释放能量、减少对周围健康组织的损伤;在核物理和材料科学领域用于探测、同位素生产、辐照试验与基础粒子研究。
运行方面需配套高真空系统、精密的束流诊断、强大的射频功率与严密的辐射防护。
未来发展方向包括更高场强的紧凑型磁体、激光或等离子体驱动的下一代加速技术、提高能效的超导射频技术及更精确的束流控制系统。
作为连接基础研究、医疗与工业应用的核心装置,质子加速器在科技与社会应用中具有重要价值。