质子加速器是利用电场为带电质子提供动能,并用磁场约束和引导其运动的复杂装置。
常见类型包括回旋加速器、同步加速器与直线加速器,近年还出现激光等离子体等新兴加速技术。
质子具有较大的质量和独特的布拉格峰效应,能在到达目标深度时释放最大能量,因此在高能物理实验、放射性同位素生产、材料研究以及肿瘤放疗(质子治疗)中具有重要作用。
临床上,质子治疗能将剂量集中沉积于肿瘤位置,显著减少周围正常组织受照,适用于儿童肿瘤及靠近重要器官的病灶。
高质量质子束依赖精密的束流调制、能量选择与实时影像引导,并需严格的辐射防护与设备维护。
随着超导磁体、节能电源、智能控制与小型化设计的发展,加速器正在向更高能效、更低成本和更易部署的方向演进。
未来,结合人工智能、图像导航与模块化装置,质子加速器将在基础科学和临床治疗领域发挥更大作用,推动医学与物理研究进入新阶段。