质子加速器利用交变电场在射频腔中逐步增加质子动能,并通过磁场弯曲与聚焦束流以输运到实验或临床靶位。
常见类型包括直线加速器(LINAC)、回旋加速器与同步加速器,实际系统常将多级加速器串联以达到所需能量。
质子束具有明显的布拉格峰特性,使其在肿瘤放疗中能将剂量集中在病灶处,减少对周围正常组织的损伤,故质子治疗在某些肿瘤中具有显著优势。
除医学外,质子加速器还广泛用于粒子物理研究、放射性同位素制备、材料改性与辐照试验。
主要挑战包括设备体积大、建设与运行成本高,以及放射性活化和屏蔽防护需求严格。
未来发展方向侧重于紧凑型加速器、激光驱动质子源与更高效的加速技术,旨在降低成本、提高可及性并拓展应用领域。