质子加速器通过电磁场使质子获得高速动能,分为回旋加速器、直线加速器和同步加速器等类型。
由于质子具有质量和带电性,它们在穿透物质时能量沉积呈布拉格峰(Bragg peak)特性,允许对肿瘤实施高精度的质子放射治疗,最大限度保护周围健康组织。
科研领域利用大型质子加速器开展粒子物理实验,探测亚原子结构并检验基本相互作用;在材料科学中,可用于辐照改性与离子束分析。
工业上,质子加速器用于放射性同位素制备、无损检测与半导体加工。
尽管质子加速器带来显著应用价值,但其体积大、造价高、对屏蔽与安全有严格要求。
未来发展方向包括小型化方案(如超导技术与激光驱动加速)与降低成本的工程创新,从而推动质子加速器在医疗和中小型科研机构的更广泛普及。