质子加速器是通过电场和磁场将质子加速到高能量的装置,主要类型包括回旋加速器、同步加速器和直线加速器。
质子在射频腔中获能,磁场负责束流弯曲与聚焦,束流诊断、能量选择与束流成形是保证稳定输出的关键模块。
质子加速器在基础粒子物理、同位素制备、材料改性以及医学领域均有重要作用,尤其在肿瘤治疗中利用布拉格峰实现对肿瘤的高精度剂量沉积,显著降低对周围正常组织的损伤。
大型装置投资与运行成本高,需复杂的屏蔽与维护,但近年来超导磁体、超导腔、高亮度离子源及激光驱动加速等技术推动了小型化和能效提升。
国际研究中心与多家医院已建立临床与科研平台,未来结合实时成像与剂量监测的质子治疗体系,以及更高能量与更精细束流控制的研究加速器,将进一步扩展其在科研、医疗和工业中的应用前景。