质子治疗作为一种新的肿瘤放射治疗手段正在发展和完善。利用高能质子治疗癌症,有着比常规的γ射线和X射线治疗定位更精确、正常组织受损更小、治疗适应症更广、治疗效果好、并发症少等优点。质子治疗已成为今后放射治疗的重要发展方向。而加速器是质子治疗系统中最重要的设备之一,因此对加速器作相关研究具有重要的意义。本文将对用于质子治疗的回旋加速器主磁铁设计方法进行研究,为质子回旋加速器的建造提供参考。首先介绍了研究质子治疗的意义和目前的发展状况,分析了质子治疗的特点,比较了它与传统放射治疗方式的优劣。系统地介绍了一套完整的质子治疗系统的组成装置,分析了各部分的功能、特点和设计要求。其次介绍了回旋加速器的结构及其工作原理,分析了等时性回旋加速器的特点。利用束流动力学理论对质子在加速器中运动时的“封闭”轨道进行了研究,得出磁铁角度修正量与质子的滑相之间的关系,为磁铁修正提供理论基础。然后研究了用于质子治疗的250MeV的回旋加速器主磁铁的设计方法,并编写了相应的参数设计程序,得到主磁铁的初步尺寸,为主磁铁的建模分析及进一步优化提供依据。最后研究了应用有限元分析软件ANSYS对主磁铁进行二维和三维建模的方法,得到了初步模型的磁场分布,利用束流动力学程序分析可以得到该模型下的能量曲线图和质子的滑相曲线图,经过若干次循环优化后,最终得到较为理想的主磁铁尺寸参数。