离子源注入型交叉手指型横电模 (IH)加速器有望发展成为一种紧凑的、低功耗的离子加速器。中国工程物理研究院流体物理研究所研制了一台将质子束从 0.04 MeV加速到 2.0 MeV的离子源注入型 IH加速器，目前已经完成了该加速器的设计加工和束测平台搭建，并进行了初步的束流测试试验。实测束流传输效率为 32.77%。束流实验结果与设计参数基本吻合，证实了离子源直接注入型 IH加速腔加速低能粒子的有效性和可行性。

离子源注入型IH加速器有望发展成为一种紧凑型低功耗离子加速器，为有效验证该加速结构的束流俘获效率，中国工程物理研究院流体物理研究所设计了一套将质子束从0.04 MeV加速到2.0 MeV的IH加速腔。目前已经完成了该腔的腔体加工，开展了高频参数冷测及腔体调谐研究。通过漂移管调谐和电感调谐，减小了腔体的频率误差和加速电压分布误差。模拟计算实测电场下腔体的束流俘获效率，由调谐前的16%提高到调谐后的34%。冷测调谐结果表明，该加速腔的各项参数达到设计值，具备进行功率测试和束流测试的条件。

基于反磁回路线圈提出了一种新型在线束流半径诊断结构，该结构可以实现束流的磁场信息和电场信息同时测量并分离，通过分析可以得到束流包络均方根半径和束流的流强信息。着重介绍探头的结构、拓扑电路和模拟实验平台组成，分析探头电场信息的一致性问题，提出改进措施，对改进前后的测量结果进行比较，说明了改进结构的有效性，将电场信号的一致性由原来的94.08%提高到99.60%，模拟束流杆半径测量误差在1 mm以内。

在高能闪光照相流体动力学实验中,模糊问题严重影响诊断结果的精度。模糊图像的边界检测结果与真实边界之间往往存在位置偏移,称为边界退化量。在照相布局和客体确定的条件下,模糊尺寸越大,边界退化量越大。利用边界退化量与模糊尺寸的这一关系,提出一种从边界检测中测量系统模糊尺寸的新想法,从闪光照相成像物理过程角度阐释了方法的原理,然后通过数值实验分析了方法的处理过程,建议测量实验利用倒锥准直器对球形客体成像。模拟结果表明：采用该方法模糊函数的FWHM误差小于1个像素。最后借助数值模拟对台阶客体照相实现了对模糊尺寸测量结果的验证。

提出了一种基于射频直线加速器的多脉冲X光照相系统, 有望用于材料动态性能诊断等流体物理动力学研究。基于射频加速器的特点, 该套照相系统能够产生时间跨度10 μs以上、数个脉冲间隔可调、脉宽为几十至一百ns的脉冲电子束, 产生电子束束斑半高宽尺寸小于1 mm。通过蒙特卡罗模拟程序Geant4, 分析计算了特定的几何布局以及不同厚度及电子束束斑条件下, 电子束打靶后在靶中的能量沉积, 靶中的电子束散射对X光焦斑的影响, 以及1 m处的照射量, 探讨了这套X光照相系统的应用可行性。结果表明, 在30 MeV,400 nC电子束轰击厚度为1 mm的靶条件下, 1 m处照射量约为9.1 R, 靶厚在1~2 mm范围内并未引起X光焦斑的明显增大。较小横向尺寸的电子束会引起靶体局部升温严重, 将会制约脉冲数量; 采用旋转靶能够提升脉冲数量, 通过分析二维旋转靶的应力, 分析了靶材升温以及钽/钽合金屈服强度对脉冲间隔的限制作用。

提出一种针对轴向B-dot束流偏角探测器信号的频域处理方法,从探测器本身的频域响应出发,并从探测器信号的频谱中提取有效信息,能够一定程度上消除束流横向偏移对偏角测量的干扰。该方法是对时域分析法处理轴向B-dot信号的一种补充,相比于时域法的一阶近似,对信号频谱的处理更接近对复杂真实情况的近似,但并未从根本上解决由安装误差等原因导致束流横向偏移而带来的测量不准确。从标定试验台测试结果来看,该方法的测试精度与时域法相当,约1 mrad。

设计了一个用于加速低能质子的永磁聚焦IH型漂移管加速腔.通过迭代设计,使得束流通过每个漂移管中心的束流相位与预设值一致.设计的永磁聚焦IH型漂移管加速腔将质子束从0.75 MeV加速到2.5 MeV,长度0.96 m,分流阻抗约90 MΩ/m.不考虑束晕和误差因素,50 mA流强下该漂移管加速腔中的束流损失可以控制在0.1%量级.

基于束流横向偏角与束流产生轴向磁场成正比的原理，设计了环状PCB结构的轴向B-dot探头，用于直接测量束流偏角。设计并搭建了标定平台对探头进行了测试，同时利用CST MWS程序对探头进行了建模计算。计算结果与实验结果一致，表明了轴向B-dot探头可直接应用于束流偏角测量。分析了影响探头频率适用范围的原因，并根据模拟计算结果给出了改进措施。该探测器在标定平台输入上升时间130 ns，半高宽160 ns的高压信号时，探头对偏角信号的响应灵敏度为314 mV/(kA·mrad)。

对偏心束流在束流管道中产生的电磁场和束流模拟装置的偏心同轴线中的电磁场进行了理论分析。分析表明,在束流模拟装置阻抗较小时,二者存在显著差异。该差异对束流流强探测器、束流位置探测器和束流偏角探测器的标定有一定的影响。如果采用阻抗为50 Ω的束流模拟装置标定束流位置探测器,得到的等效管道半径将比真实值偏小19%。利用理论分析结果,合理地解释了一个B-dot束流位置探测器的标定结果。

计算了11 MeV 正电子发射成像回旋加速器18O(p,n)18F反应的双微分截面数据，并采用蒙特卡罗模拟计算方法，分析了单一材料及复合结构对特定辐射源的防护性能。采用单一材料，质量分数为73.8%的重混凝土的防护效果最佳，经过90 cm厚屏蔽层的衰减，距离辐射源正前方1 m处的总剂量降低约5个量级；复合结构采用多层结构，材料选用铁及硼酸溶液，同样厚度即可达到与重混凝土相同的防护效果，密度可降低至少20%。