质子加速器是用于将质子束加速到所需能量并输送到实验或临床目标的装置,广泛服务于高能物理、医学与工程领域。
典型组成包括离子源、预加速器、射频腔、加速结构、磁场系统与束线及终端实验或治疗装置。
按加速方式可分为回旋加速器、同步加速器和线性加速器,每类在能量范围、体积与成本上各有优势。
临床上,质子治疗凭借布拉格峰实现高剂量集中性,常用能量在70–250 MeV,剂量递送方式包括被动散射与主动铅笔束扫描(PBS)。
科研与工业用途涵盖粒子物理实验、高能同位素制备、材料辐照与成像。
近年来,超导射频技术、超导磁体与紧凑设计显著提高能效与稳定性,激光驱动质子加速等新方法也在探索中。
运行管理需重视辐射防护、束流诊断与精确控制。
未来,随着技术进步与成本下降,质子加速器将在医疗普及、科学研究与工业应用中发挥越来越重要的作用。