粒子加速器（Particle accelerator），简称加速器，全称为荷电粒子加速器，是一种利用电磁场将带电粒子束流加速到高能量的装置，可将电子、质子和重离子等带电粒子束的速度增加到接近光速。该装置主要由粒子源、真空加速室、导引聚焦系统、束流输运与分析系统四个基本部分以及若干辅助系统构成。
1919年，英国物理学家欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）用天然放射性元素放射出来的α射线轰击氮发现核反应之后，提出了用人工方法加速带电粒子的设想和要求。1928年，罗夫·维德罗（Rolf Wideröe）建造出世界上首个直线加速器。1931年，首台回旋加速器建成。1946年，第一个由磁控管驱动的电子直线加速器建成。1964年，第一台直线感应加速器美国热核装置（Astron）建成。1988年，中国首台高能加速器“北京正负电子对撞机”宣布建造成功。2008年，大型强子对撞机LHC在欧洲核子研究中心开始运行。2023年，德国的研究团队制造出世界上最小的粒子加速器。
粒子加速器存在多种分类方式。按被加速的粒子类型，可分为电子加速器、质子加速器等；按粒子的轨道类型，可分为直线加速器、圆形加速器（如回旋加速器、同步回旋加速器等）以及环形加速器等。日常生活中常见的阴极射线管、X光管等，都属于粒子加速器的范畴。低、中能加速器可用于核科学、核工程以及化学、物理、生物等学科的基础研究，而先进的粒子加速器则凭借高性能的粒子束流，在原子核实验、放射性医学等领域得到了广泛应用。
发展历史
全球发展
粒子加速器的发展，主要是由原子核与亚原子粒子特性的研究需求推动的。1919年，英国物理学家欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）用天然放射性元素放射出来的α射线轰击氮发现核反应之后，提出了用人工方法加速带电粒子的设想和要求。1924年，古斯塔夫·伊辛（Gustav Ising）提出了直线粒子加速器的概念。1926年，美国古里奇（Coolidge）用三个X光管串联获9×105eV的电子束。1928年，时任德国哥廷根市大学教授的乔治·伽莫夫（George Gamow）通过计算指出，能量相对较低的离子也能满足核物理研究的需求。该研究结果极大地激发了科研人员的热情，推动了首台适用于核研究的粒子加速器的研发进程。同年，罗夫·维德罗（Rolf Wideröe）在德国亚琛一个88厘米的玻璃管内建造出世界上第一个直线加速器。
1930年，美国物理学家欧内斯特·劳伦斯（Ernest O. Lawrence）在直线加速器谐振加速工作原理的启发下提出的研制回旋加速器的建议。他建议在回旋加速器里增加两个半圆形磁场，使带电粒子不再沿着直线运动，而沿着近似于平面螺旋线的轨道运动。1931年，第一台回旋加速器建成，磁极直径约为10cm，用2kV的加速电压工作，把氘核加速到80keV，证实了回旋加速器的工作原理是可行的。同年，欧内斯特·奥兰多·劳伦斯与其助手戴维·H·斯隆（David H. Sloan），采用高频电场将汞离子加速到1.2兆电子伏特以上的能量。该研究成果进一步拓展了罗夫·维德罗的重离子加速技术，但当时产生的离子束并未实际应用于核物理研究。同年，美国普林斯顿大学的罗伯特·范德格拉夫（Robert J. Van de Graaff）成功研制出首台皮带传动式静电高压发生器。此后，考克饶夫-沃尔顿型倍压器与范德格拉夫起电机，仍在被用作粒子加速器的供电装置。
1932年，英国剑桥大学的约翰·考克饶夫（John Douglas Cockcroft）与欧内斯特·沃尔顿（Ernest Thomas Sinton Walton）建成7×105eV高压倍加器，首次实现了人工加速离子引发核反应。到20世纪30年代后期，回旋加速器能达到的能量等级已提升至约25兆电子伏特，罗伯特·范德格拉夫起电机的加速能量也达到了4兆电子伏特。1940年，唐纳德·W·克尔斯特（Donald W. Kerst）通过精确计算粒子轨道，优化了磁铁设计，在美国伊利诺伊大学研制出首台电子感应加速器。
1944至1945年间，美国埃德温·麦克米伦（Edwin Mattison McMillan）和苏联的弗拉基米尔·约西福维奇·维克斯勒（Vladimir Iosifovich Veksler）分别独立地发现了准共振加速器以之为基础的 “自动稳相原理”，该原理为环形加速器中粒子轨道的稳定控制提供了可行方案，突破了当时质子共振加速器的能量上限，同时也为电子磁共振加速器（即同步加速器）的研制奠定了基础。为验证相位稳定性原理而开发的相位聚焦技术，很快就在美国加利福尼亚大学的一台小型同步回旋加速器，以及英国的一台电子同步加速器上得到了实际应用。此后不久，首台质子直线共振加速器也成功问世。
1946年，威廉·沃金森（William Walkinshaw）与其团队在英格兰莫尔文建造了第一个由磁控管驱动的电子直线加速器。几个月后，威廉·汉森（William Hansen）与其团队在斯坦福大学独立建造了一台相似的直线加速器。1947年，路易斯·阿尔瓦雷茨（Luis Alvarez）在加利福尼亚大学伯克利分校为加速质子建造了第一个漂移管直线加速器。1952年，布鲁克海文国家实验室的欧内斯特·库朗（Ernest Courant）、M·斯坦利·利文斯顿（M. Stanley Livingston）和哈特兰·施奈德（Hartland Snyder）发现了强聚焦原理，强聚焦原理和自动稳相原理是现代高能加速器的基石。1954年，采用强聚焦的电子同步加速器在康奈尔大学建成。
1956年，首台固定磁场交变梯度加速器由美国中西部高校研究协会建成，该加速器的理论背景是千寻大川（Tihiro Ohkawa）、安德烈·克罗门斯基（Andrei Kolomensky ）以及凯斯·塞蒙（Keith Symon）独立研究出的概念。同年，唐纳德·W·克尔斯特提出，如果能让两束粒子在环形轨道中沿相交轨迹运动，或可观测到粒子间的对撞反应。要实现这一设想，需要将加速后的粒子储存在名为“储存环”的环形装置中。1959年，最早的两个质子同步加速器——欧洲核子研究中心（CERN）的质子加速器和布鲁克海文的交变磁场梯度同步加速器建成。
1961年，第一台正负电子对撞机AdA（Anello di Accumulazione）在意大利弗拉斯卡蒂建成。1964年，第一台直线感应加速器Astron（美国热核装置名称）在劳伦斯辐射实验室（后更名为劳伦斯利弗莫尔国家实验室）的一个下属部门建成，之前是由尼古拉斯·克里斯托菲（Nicholas Christofilos）以核聚变为目的而提出的构想。1966年，塞尔什·巴德克尔（Gersh Budker）在俄罗斯新西伯利亚州核物理研究所发明了电子束冷却。1968年，西蒙·范德梅尔（Simon van der Meer）为冷却反质子束发明了随机冷却。
1969年，在莫斯科的理论和实验物理研究所，弗拉基米尔·泰亚考夫（Vladimir Teplyakov）和伊利亚·卡金斯基（Ilya Kapchinskii）发明了射频四级场直线加速器。1971年，第一台大型质子对撞暨交叉碰撞储存环在欧洲核子研究中心投入运行。同年，约翰·梅德（John M.J. Madey）在斯坦福大学建造第一台自由电子激光器。1983年，第一个采用超导磁铁技术的大型加速器——兆电子伏特加速器在费米实验室投入使用。1989年，由伯顿·里克特（Burton Richter）提议的斯坦福直线对撞机SLC在斯坦福直线加速器中心（SLAC）建成。
1994年，第一台采用超导射频技术的大型加速器——连续电子束加速器装置在杰弗逊实验室建成。 2005年，第一个真空紫外和软X射线自由电子激光用户装置FLASH（位于汉堡的自由电子激光）在德国汉堡的德国电子同步加速器研究所建成。2008年，周长为27千米的大型强子对撞机LHC在欧洲核子研究中心开始运行。
2023年10月18日，德国埃朗根-纽伦堡大学的研究团队成功制造出了世界上最小的粒子加速器，其长度仅为0.2毫米，可以装在笔尖上。该机器被称为纳米光子电子加速器（NEA），它包含一块很小的微芯片，里面有一根更小的、由数千个单独“支柱”组成的真空管。
中国发展
中国的粒子加速器事业是随着原子能事业的发展，自20世纪50年代后期开始发展。其中，1955年由中国科学院原子能所建成的700keV质子静电加速器，是中国最早的粒子加速器。1956年以后，清华大学、北京大学等某些高等院校相继设置粒子加速器专业，或招收加速器研究生。1977年，中国科学院高能物理研究所全面启动了中国第一台高能加速器50×109eV强聚焦质子同步加速器的预制研究，后经计划调整，项目改为建造2×2.8×109eV正负电子对撞机，并于1988年秋宣告建成。而原设计作为注入器的30MeV质子直线加速器，仍按期于1986年建成。
1989年春，由中国科技大学设计并建造的中国最早起步的同步辐射加速器建成出光，它由200MeV电子直线加速器和800MeV储存环组成。
2004年至2009年，北京正负电子对撞机的重大改造工程（BEPCⅡ）启动实施并顺利完成。2018年8月，中国散裂中子源（CSNS）建成，它由80MeV负氢直线加速器和重复频率为25Hz的1.6GeV快循环质子同步加速器组成。同年12月，位于广东惠州的强流重离子加速器装置（HIAF）开工建设，并于2025年12月27日通过了铋离子束性能工艺测试。
静电加速器
1958年，中国科学院中国科学院高能物理研究所2.5MeV质子静电加速器建成。1961年，上海市先锋电机厂开始试制并投产静电加速器。
倍压加速器
1958年，清华大学建成400keV质子倍压加速器。1964年，上海先锋厂开始试制并投产倍压加速器。
感应加速器
1957至1958年，清华大学、北京大学分别引进苏联造25MeV电子感应加速器，并自力更生研制2.5MeV、10MeV感应加速器。20世纪60年代初，中华人民共和国第一机械工业部自动化所研制25MeV电子感应加速器取得成功，并于20世纪70年代转由保定变压器厂投产。
电子回旋加速器
1957年前后，中国科学院开始研制电子回旋加速器。1958至1959年，清华大学2.5MeV电子回旋加速器出束。20世纪70年代末80年代初，一机部自动化所与清华大学、国家计量局合作，成功研制25MeV电子回旋加速器。
电子直线加速器
1964年，中国科学院中国科学院高能物理研究所30MeV电子直线加速器建成。1974至1975年初，北京（北京医疗器械研究所、清华大学）、上海（上海医疗器械厂有限公司、高能所）各自研制的10MeV医用电子行波直线加速器相继成功出束。1977年，上述加速器通过鉴定后，北京医疗器械研究所、上海医疗器械厂、南京电子管厂、东方电气集团东风电机有限公司、四机部十二所开始小批量生产或研制医用和工业用电子行波直线加速器。
回旋加速器
1958年，中国科学院原子能所自苏联引进磁极直径φ1.2m回旋加速器。20世纪60年代初，北京重型电机厂、上海先锋电机厂先后仿制φ1.2m与φ1.5m回旋加速器。1988年底，兰州近代物理研究所用于加速重离子的分离扇型回旋加速器建成。
基本概念
粒子加速器是一种利用电磁场将带电粒子束流加速到高能量的装置，可将电子、质子和重离子等带电粒子束的速度增加到几千公里/秒、几万公里/秒，甚至接近光速（光在真空中的传播速度是30万公里/秒）。衡量其效能的指标是粒子所能达到的能量，以及粒子流的强度（简称流强）。
基本构成
粒子加速器是一种复杂的高技术工程设备，主要由粒子源、真空加速室、导引聚焦系统、束流输运与分析系统四个基本部分构成，并可配备束流监测与诊断装置、电磁场稳定控制装置、真空设备及供电与操作设备等辅助系统。
粒子源
功能是提供待加速的各种带电粒子束，例如各种类型的电子枪、离子源以及极化离子源等。
真空加速室
真空加速室是一种装有加速结构的真空室，用以在真空中产生一定形态的加速电场，使粒子在不受空气分子散射的条件下得到加速，如各种类型的加速管、射频加速腔和环形加速室等。
导引聚焦系统
用一定形态的电磁场来引导并约束被加速的粒子束，使之沿着预定的轨道受加速电场的加速，例如圆形加速器的主导磁场与四极透镜场等。
束流输运系统与分析系统
束流输运系统与分析系统是由电、磁场透镜，弯转磁铁和电、磁场分析器等器件构成的系统，用来在粒子源与加速器之间或加速器与靶室之间输运并分析带电粒子束。
主要分类
粒子加速器自1930年前后诞生以来，不断向提高能量、流强和束流品质的方向发展，并形成多种类型的加速器。按被加速粒子分类，有电子加速器、质子加速器、重离子加速器和μ子加速器等；按粒子的轨道分类，有直线加速器、圆形加速器（包括回旋加速器、同步回旋加速器等）和环形加速器等；按加速电场分类，有高压加速器、静电加速器、感应加速器、高频加速器和激光加速器等；按束流能量分，有低能加速器、中能加速器、高能加速器和超高能加速器；按粒子束的流强分，有强流加速器、弱流加速器和极强流加速器；按关键部件材料的导电性分类，有常温加速器和超导加速器；按加速器的用途分，有医用加速器、辐照加速器、无损检测加速器、离子注入机、同步辐射加速器、自由电子激光加速器、散裂中子源、核物理实验加速器和高能物理实验加速器等；按被加速粒子与其实验对象作用形式分类，有静止靶加速器和对撞机等。从上述诸多分类中可组合出多种特定的加速器，如超导高频质子直线加速器、强流离子回旋加速器和正负电子环形对撞机等。
高压加速器
高压加速器的基本工作原理是利用直流高压电场对带电粒子进行加速。它包括静电加速器和倍压加速器两大类，前者包括串列静电加速器和单极静电加速器。从离子源引出的离子进入加速管，加速管的两端分别接高电势和低电位。带电粒子在电场中实现加速。为了避免与管内的空气分子发生散射而损失加速能量，或产生电荷交换以及减少束流损失等原因，一般的加速管对真空度都有一定要求。
感应加速器
感应加速器包括电子感应加速器和直线感应加速器两类。
电子感应加速器的工作原理是利用随时间变化的磁通量产生涡旋电场来加速电子。在涡旋电场中，电子做加速圆周运动。每转动一圈，电子大约可以获得几十电子伏特（eV）的能量。一般地，电子可以在涡旋电场下沿着封闭轨道加速运动百万圈，所以最后获得的能量可以达到MeV量级，与此同时也需要考虑同步辐射的能量损失。所以电子感应加速器存在加速能量的上限。
直线感应加速器由多个加速组元串接组成。每个加速组元可以单独产生加速电场。加速组元很像一个密绕的环形螺线管，当绕线中通入脉冲电流时，就会感生出环形磁通量，并产生轴向的感应电场。直线感应加速器不仅可以加速电子，也可以加速离子。
回旋加速器
回旋加速器是利用磁场使带电粒子做回旋运动，并在运动中被高频电场反复加速的装置。其主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形的金属扁盒（D形盒）隔开相对放置，D形盒上加交变电压，其间隙处产生交变电场。置于中心的粒子源产生带电粒子射出来，受到电场加速，在D形盒内不受电场，仅受磁极间磁场的洛伦兹力，在垂直磁场平面内做圆周运动。绕行半圈的时间为πm/qB。其中，q是粒子电荷量，m是粒子的质量，B是磁场的磁感应强度。如果D形盒上所加的交变电压的频率恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，则粒子绕行半圈后正赶上D形盒上极性变号，粒子仍处于加速状态。由于上述粒子绕行半圈的时间与粒子的速度无关，因此粒子绕行半圈受到一次加速，绕行半径增大。经过很多次加速，粒子沿螺旋形轨道从D形盒边缘引出，能量可达几十兆电子伏特。回旋加速器的能量受限于随粒子速度增大的相对论效应，粒子的质量增大，粒子绕行周期变长，从而就逐渐偏离了交变电场的加速状态。
直线加速器
直线加速器是利用沿直线轨道分布的高频电场加速电子、质子和重离子的装置。在柱形金属空管（波导）内输入微波，可激励各种模式的电磁波，其中一种模式沿轴线方向的电场有较大分量，可用来加速带电粒子。为了使沿轴线运行的带电粒子始终处于加速状态，要求电磁波在波导中的相速度降低到与被加速粒子运动同步，这可以通过在波导中按一定间隔安置带圆孔的膜片或漂移管来实现。电子的质量很小，几兆电子伏特的能量就可以使电子的速度接近光速。带圆孔的膜片装置适用于加速电子；质子或离子的质量较大，其速度较低，常采用带漂移管的装置。
对撞机
粒子对撞机是在高能同步加速器基础上发展起来的一种装置，其主要作用是积累并加速相继由前级加速器注入的两束粒子流，到一定束流强度及一定能量时使其在相向运动状态下进行对撞，以产生足够高的相互作用反应率。粒子对撞的类别有选择正负电子的，有强子粒子对撞的，有质子对撞的和单质粒子对撞等，简单地说，对撞机原理就是通过不断的提升能量和撞击次数，发现更多的新粒子或者粒子的新性质，检验人们的实验仪器和探索微观粒子的宏观效应。
加速器物理与技术
粒子加速器是综合多种学科和技术的高科技装置。为发展加速器而产生的加速器物理（又称束流物理），是研究高品质的电磁场的形成和粒子束在电磁场中运动以获得高能、强流和高性能束流的物理学分支学科。与加速器密切相关的技术门类，有高频技术、微波技术、磁体技术、高真空技术、自动控制技术、束诊断技术、低温技术、超导技术、辐射防护技术，以及设备精加工和安装准直技术以及自动控制技术等。
新加速原理研究
传统的粒子加速器受到材料电击穿阈值的限制，其加速梯度低于100兆伏/米，限制了粒子加速器向更高的能量、更高的流强、较小的规模、较低的造价发展。科学家为探索新的、更有效的加速器原理不懈努力，提出了许多方案，并开展实验研究。这些方案就其能量来源可分为两大类。第一类是把光子的能量传递给被加速粒子，属于这一类的有各种激光加速器，如激光等离子体加速器、逆切伦柯夫效应加速器、逆自由电子激光加速器、等离子体拍波加速器和光栅加速器等。第二类是将驱动束粒子的能量传递给被加速粒子，这一类又包括两种。一种是利用高速运动的等离子体凝团或强流相对论性电子束提供的集体场加速带电粒子，有相干加速器、电子圈加速器和直线束加速器等。另一种是采用谐振腔、电介质和等离子体为介质，让低能强流束通过介质激起电磁场来加速粒子，属于这一种的有电介质加速器、等离子体尾场加速器、双束加速器等。激光等离子体尾场加速和束流等离子体尾场加速实验分别获得了4.2吉电子伏和22吉电子伏的准单能电子束，激光加速离子实验将质子束和碳离子束加速到60兆电子伏和600兆电子伏。粒子加速器新原理尚处于理论研究和实验验证阶段，离开实际应用还有差距。
应用
日常生活中常见的粒子加速器有用于电视的阴极射线管及X光管等设施。一部分低、中能加速器可用于核科学和核工程，其余的则广泛用于化学、物理及生物的基础研究。随着科学技术的发展，先进的粒子加速器可产生粒子束能量比较精确且可在大范围内连续调节、束流强度高及束流性能好的多种类粒子束流，在原子核实验、放射性医学、放射性化学、放射性同位素的制造、非破坏性探伤等科技、生产和国防建设等领域中得到了广泛的应用。
探索微观物质
科学家们利用粒子加速器合成超铀元素和人工放射性核素，并研究相关原子核的性质、内部结构以及原子核之间的相互作用过程，促进了原子核物理学学科的发展。随着粒子加速器能量的提高，还催生了夸克模型以及电磁相互作用和弱相互作用相统一的理论，发展了粒子物理学这一新兴学科。
医疗卫生服务
随着科学技术的进步和人民生活质量的提高，人们对医疗卫生条件提出了更高的要求。而粒子加速器在医疗卫生中的应用促进了医学的发展和人类寿命的延长。粒子加速器在医疗卫生方面的应用主要有放射治疗、医用同位素生产以及医疗器械、医疗用品和药品的消毒。
辐照消毒
粒子加速器的粒子射线可用来对一些不宜用化学方法消毒的物品，如新型冠状病毒疫苗、抗生素等进行辐照消毒，也可用来对一些手术器件进行辐照消毒，可取代高温消毒、化学消毒等方法。利用粒子加速器对医用器械、一次性医用物品、疫苗、抗生素、中成药的灭菌消毒是粒子加速器在医疗卫生方面应用的一个有广阔前途的方向。
图像获取
利用放射性核素进行闪烁扫描或利用γ照相获取图像的方法，可以诊断肿瘤、检查人体脏器并研究它们的生理生化功能和代谢状况，获取动态资料。
医用同位素生产
现代医学广泛使用放射性同位素诊断和治疗肿瘤，截至2023年，已确定为临床应用的约80种同位素中有2/3是由粒子加速器生产的，尤其是缺中子短寿命同位素只能由粒子加速器生产。如正电子与单光子发射计算机断层扫描技术，由患者吸入或预先注射半衰期极短的发射正电子的放射性核素，通过环形安置的探测器从各个角度检测这些放射性核素发射正电子及湮灭时发射的光子，由计算机处理后重建出切面组织的图像。而这些短寿命的放射性核素是由小回旋加速器制备的。最短的核素半衰期（如¹⁵O）仅为123秒，一般为几分钟到1小时左右。所以，这种粒子加速器一般装备在使用正电子发射断层显像（positron emission tomography，PET）的医院里。用于生产PET专用短寿命放射性核素的小回旋加速器，吸引了众多的粒子加速器生产厂开发研制。
放射治疗
粒子加速器产生的电子、X射线、质子和中子等粒子都具有杀伤癌细胞的能力，都可能成为治疗癌症的有用工具。尤其是对“氧效应”灵敏度低的中子治疗效果可能更好，用它们治疗癌症可以大大减少对表层机体和正常细胞的损伤。
农业生产活动
粒子加速器可以对农作物进行辐照育种，主要是利用它产生的高能电子、X射线、快中子或质子照射作物的种子、芽、胚胎或谷物花粉等，改变农作物的遗传特性，使它们沿优化方向发展。通过辐射诱变选育良种，在提高产量、改进品质、缩短生长期、增强抗逆性等方面起了显著的作用。马铃薯、小麦、水稻、棉花、大豆等作物经过辐照育种后可具有高产、早熟、矮秆及抗病虫害等优点。粒子加速器辐照保鲜技术是继热处理、脱水、冷藏、化学加工等传统的保鲜方法之后发展起来的一种新保鲜技术。例如，对马铃薯、大蒜、洋葱等进行辐照处理，可抑制其发芽，延长储存期；对干鲜水果、蘑菇、腊肠等进行辐照处理，可延长供应期和货架期。此外，还可以利用粒子加速器产生的高能电子或X射线杀死农产品、食品中的寄生昆虫和致病菌，这不仅可减少食品因腐败和虫害造成的损失，而且可提高食品的卫生档次和附加值。
工业加工应用
用粒子加速器产生的电子束或X射线进行辐照加工已成为化工、电力、食品、环保等行业生产的重要手段和工艺，是一种新的加工技术工艺。它广泛应用于聚合物交联改性、涂层固化、聚乙烯发泡、热收缩材料、半导体改性、木材-塑料复合材料制备、食品的灭菌保鲜、烟气辐照脱硫脱硝等加工过程。经辐照生产的产品具有许多优良的特点，例如，聚乙烯电缆经105Gy剂量辐照后，其电学性能、热性能都有很大提高，辐照前使用温度为60～70 ℃，辐照后长期使用温度可达120 ℃以上。粒子加速器产生的射线既可以检查工件表面又可检查工件内部的缺陷。设备可以采用放射性同位素⁶⁰Co产生γ射线、X光机产生低能X射线和电子加速器产生高能X射线。尤其是探伤加速器的穿透本领和灵敏度高，作为一种最终检查手段或其他探伤方法的验证手段常用于质量控制中，在大型铸锻焊件、大型压力容器、反应堆压力壳、火箭的固体酒精等工件的缺陷检验中得到广泛的应用。这种探伤加速器以电子直线加速器为主要机型。此外，还可以利用粒子加速器将一定能量的离子注入固体材料的表层，以获得良好的物理、化学及电学性能。半导体器件、金属材料改性和大规模集成电路生产中都应用了离子注入技术。
核能应用
粒子加速器在核裂变和核聚变能的开发利用过程中起着十分重要的作用。例如核反应堆、核电站、核燃料生产和核武器的设计制造方面都需要加速器提供有关核反应、核裂变和中子运动的各种核参数，还要用粒子加速器的粒子束模拟反应堆中的核辐射检验材料的辐射损伤，以研究材料加固的措施。强脉冲电子束可以产生类似核爆炸的辐射环境，以研究核爆炸对仪器、材料、设备等的影响。
参考资料
粒子加速器.中国大百科全书.2026-01-17
带电粒子加速器的基本类型及其技术实现.researching.2026-01-17
什么是粒子加速器.中国科学院高能物理研究所.2026-01-17
particle accelerator.britannica.2026-01-16
加速器科学发展的里程碑.微信公众号.2026-01-16
从 “七起七落” 到 “光速对撞”：北京正负电子对撞机的破壁之路.中国科学家博物馆.2026-01-17
2023年世界十大科技进展新闻迄今最小粒子加速器问世.科学网.2026-01-17
粒子加速器.国家原子能机构.2026-01-22
北京正负电子对撞机：对撞30年.百家号.2026-01-16
散裂中子源工程2018年年度报告 .cas.2026-01-17
中国散裂中子源打靶束流平均功率达到10kW.中国科学院.2026-01-17
重磅！位于惠州的“国之重器”又有重大进展.百家号.2026-01-16
粒子对撞机.微信公众号.2026-01-17