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质子加速器是一种将质子加速到高能量以供科研、医疗和工业用途的装置。

基本组成包括离子源、加速腔（如线性加速器、回旋加速器或同步加速器）、用于偏转与聚焦的磁铁、束流输运系统和靶区。

加速器通过高频电场给质子增能，磁场则用于控制运动轨迹与束斑形状。

不同能量范围对应不同应用：数十MeV常用于放射性同位素制备与材料改性，70–250 MeV为医院质子治疗的典型能量，可利用布拉格峰将能量集中沉积在肿瘤处以保护周围组织，数百MeV至数GeV用于核物理与中子源，数GeV以上用于高能物理实验。

质子治疗的关键优势是剂量分布可控，但设备昂贵、体积大且需严格的辐射屏蔽与维护。

当前技术趋势包括采用超导加速腔与磁体以提高效率并减小体积、发展紧凑型回旋加速器和基于激光等离子体的高梯度加速技术以实现更小型化，以及应用精密束流诊断和人工智能优化束流控制与治疗计划。

总体来看，随着材料、超导技术和控制系统的进步，质子加速器将在医学治疗、材料科学和基础粒子物理研究中发挥越来越重要的作用。

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