质子加速器利用电磁场将质子加速到高能量,形成可控的高速质子束。
常见类型包括线性加速器(LINAC)、回旋加速器和同步加速器,各有适用能段与结构特点。
质子束具有能量集中、末端剂量峰(布拉格峰)明显等优点,使其在肿瘤质子放疗、核物理研究、同位素制备和材料改性中被广泛应用。
现代质子加速器朝向超导技术、紧凑化与高通量方向发展,以降低成本并提升稳定性与效率。
同时设备昂贵、体积大、对射束调控与防护要求高,成为推广应用的主要挑战。
早期回旋加速器自20世纪中叶开始发展,随后同步加速器和线性加速器完善了高能质子供应。
临床上常用的能量范围为70–250 MeV,可覆盖不同深度的肿瘤。
现代治疗中心配备旋转加速器(枪塔/回转床)与主动扫描技术,实现精确的三维剂量分布与器官运动适应。
研究领域利用质子束探测核反应、验证基本粒子模型并进行放射化学研究。
与此同时,国际合作与产业化推动设备标准化、降低运营成本。
为确保治疗与实验安全,质子加速器设施严格遵循放射安全与质量控制流程,包括射束监测、剂量验证与人员培训。
未来随着计算能力与影像引导技术进步,质子治疗的精确度与个性化水平将进一步提高,质子加速器在医学与科学领域的作用愈发重要。