质子加速器利用电磁场逐步增加质子动能,使粒子达到高能状态用于科学研究与实际应用。
常见类型有回旋加速器、同步加速器和线性加速器。
医学上,质子治疗能量集中、对周围组织损伤小,适合深部肿瘤放疗。
质子束呈现布拉格峰效应,能量在靶深处骤然释放,使肿瘤获得高剂量而邻近组织保留较低剂量。
束流传输可采用被动散射或主动铅笔束扫描技术以实现剂量分布精确控制。
大型科研设施如同位素生产与高能物理实验也大量依赖质子加速器;与此同时,屏蔽、放射性残留与运行维护是长期挑战。
历史上,质子加速器从简单回旋机发展到超导同步机与高频线性加速器。
近年来超导射频、磁铁优化和激光等离子体驱动技术推动设备向更高效率、更小体积发展;未来紧凑化与智能化将有助于降低成本、扩大临床和科研应用。