质子加速器利用电场加速带正电的质子,并用磁场聚焦与偏转,使粒子在真空束流中达到所需能量。
常见类型包括直线加速器(LINAC)、回旋加速器与同步加速器,现代系统常结合超导磁体和高频腔体以提高能量效率。
主要应用有:医学领域的质子放射治疗(依靠布拉格峰实现对肿瘤的精确剂量沉积)、高能物理研究(粒子对撞与探测基本相互作用)、放射性同位素生产、材料改性与工业探伤。
挑战在于设备规模大、造价高和严格的辐射防护要求;未来发展方向包括紧凑型与便携式加速器、激光驱动加速技术、以及超导与高频材料的进步,旨在降低成本并扩大临床与科研的可及性。