质子加速器是一类用于将质子(氢核)加速到高能量的装置,通过交变电场为粒子增能、磁场实现轨道控制与聚焦。
常见类型包括回旋加速器、同步加速器和直线加速器,各自在能量范围、束流强度与结构复杂度上有所差异。
质子束因质量较大、能量沉积呈布拉格峰,广泛应用于肿瘤放射治疗(质子治疗),能在靶区精确释放能量而更好保护周围组织;在高能物理中用于碰撞实验和探测基本粒子;在同位素生产、材料分析与中子源等领域也有重要作用。
质子加速器的建设与运行通常需投入高昂成本、占用较大空间,并需严格的辐射屏蔽与安全管理。
未来发展方向包括采用超导腔体提高能效、小型化与模块化设计以降低费用,以及激光等离子体加速等新技术的探索,旨在扩大临床与科研的可及性并提升性能。