质子加速器是一种将质子加速到高能量的装置,广泛应用于基础粒子物理、放射治疗、同位素生产和材料科学研究。
常见类型包括回旋加速器、直线加速器和同步加速器,利用电场在真空管中逐级加速粒子,并用磁场聚束与偏转。
大多数医学用加速器工作在70–250 MeV范围,科研装置可达数十到数百GeV。
高能质子束撞击靶材可产生次级粒子,帮助探测物质微观结构;临床上的质子治疗利用布拉格峰实现对肿瘤的精确剂量沉积,结合铅笔束扫描等技术可最大限度保护周围正常组织。
建造与运行需要超导磁体、射频腔、精密束流监测与强有力的辐射防护,成本和技术门槛较高。
全球著名设施包括CERN、PSI和J-PARC。
未来,随着超导技术、激光等离子体加速等进展,质子加速器将朝着更紧凑、高效与低成本方向发展,进一步扩展在科研与临床中的应用场景。