proton加速器是一类用于将质子粒子加速到高能态的装置,常见类型包括回旋加速器、直线加速器(linac)和同步加速器。
通过高频电场对带电质子做功并配合磁场进行束流导向与聚焦,质子束可以用于高能物理实验、材料研究、同位素生产和精准放射治疗(质子放疗)。
质子束在体内的能量沉积具有布拉格峰特性,能在肿瘤部位集中释能、减少对周围健康组织的伤害,因此在癌症治疗中具有重要优势。
与此同时,质子加速器建设与运行成本高、对防护与束流监控要求严格,是其在临床推广中的主要挑战。
当前技术发展方向包括采用超导腔体和超导磁体以提高效率、研制紧凑型或激光驱动的加速器以降低体积与成本,以及改进束流诊断与冷却技术以提升束流质量。
随着这些技术进步,proton加速器将在基础科学研究与临床医疗中发挥越来越重要的作用。