质子加速器利用电磁场将质子加速到所需能量,是现代科学与医疗的重要工具。
主要类型有直线加速器(linac)、回旋加速器和同步加速器,工作原理依靠射频腔提供能量、磁体实现束流弯曲与聚焦,系统还包括注入器、传输线、靶站与控制系统。
高能质子束在粒子物理实验中用于撞击靶材研究基本相互作用,在核医学中用于生产放射性同位素,在肿瘤治疗中则利用布拉格峰把剂量精确集中于病灶,从而减少对健康组织的损伤。
运行中要求高真空、精密束流诊断与有效辐射屏蔽,并需严格安全管理与维护。
当前研究热点包括小型化与模块化设计、激光等离子体驱动的紧凑加速技术、超导磁体与束流控制优化,目标是降低建设与运行成本、提升可靠性与可用性,推动科研、临床与工业领域的更广泛应用。
这些进展将使质子加速器发挥更大社会价值。