质子加速器是利用电磁场将带正电的质子加速到高能量的装置。
常见类型包括回旋加速器、直线加速器和同步加速器,射频腔提供加速能量,磁体用于聚焦与偏转束流。
由于质子在介质中具有明显的布拉格峰,能量沉积集中,质子束成为精确肿瘤放疗(配合旋转加速臂和精确束流扫描)的理想选择。
科研方面,质子加速器被用于高能物理实验、同位素生产、材料改性以及航天器件的辐照测试。
主要挑战包括设备体积大、建设与运行成本高、严格的辐射屏蔽与安全要求,以及高亮度束流的稳定控制。
未来发展方向集中在紧凑型与超导技术、激光等离子体加速、新型束流输运与pencil-beam扫描结合图像引导放疗,以期降低成本、提高效率并扩大临床与科研应用范围。