质子加速器是一类用电磁场将质子加速到高能状态的装置。
根据结构不同,常见的有回旋加速器、直线加速器和同步加速器。
通过高频电场提供能量、磁场负责束流转向和聚焦,质子束可用于基础粒子物理实验、同位素制备与材料分析,尤其在肿瘤治疗领域的质子放疗显示出组织保护的关键优势。
质子具有布拉格峰效应,能在肿瘤处释放最大剂量而减少周围正常组织受照射,适用于脑部、儿科及靠近重要器官的肿瘤。
技术挑战包括束流稳定性、能量与剂量的精确控制、设备体积与建造成本,以及辐射屏蔽与运行维护问题。
近年来,超导磁体、小型回旋机、激光驱动质子源等新技术推动了设备小型化和能耗降低,影像引导、调强扫描与实时剂量监测的结合也提升了治疗精度。
未来方向包括更廉价的商用方案、桌面级加速器、快速能量切换与跨学科应用,期待质子加速器在临床、科研与工业领域发挥更广泛的作用。