质子加速器是将质子加速至高能以用于实验和应用的装置,广泛服务于高能物理、医学和工业。
同类设备主要有回旋加速器、同步加速器与直线加速器:回旋体积小、适合临床;同步能达更高能量,用于粒子物理;直线加速器便于束流品质控制。
质子束具有明显的布拉格峰效应,能在肿瘤处沉积大剂量而对周围组织损伤小,因此在肿瘤放疗中越来越受重视,主动束流扫描技术能进一步提高剂量分布的精确性并降低并发症风险。
除了治疗外,质子加速器还用于放射性同位素制备、材料改性、质子成像与核物理研究。
主要挑战是设备体积和造价高、对屏蔽和束流稳定性要求严格。
未来发展方向包括高场超导磁体、小型化与模块化装置、激光驱动加速技术和更智能的控制系统,旨在提升可及性、降低成本并拓展在临床和工业中的应用。