多路并联二极管结构是实验室获取低能量、大面积、高剂量率X射线的有效途径之一。本文采用点源数值积分的方法开展了单环和五环并联结构二极管的辐射场剂量均匀性研究。结果表明：距离圆环很近的平面上，辐射场主要集中于圆环在该平面的投影位置，随着距离的增大，辐射逐渐向其他区域分散；对于单环结构二极管，当距离z<15 cm时，随着距离的增大，剂量均匀性>80%的面积先增大后减小，而计算区域内的总剂量逐渐减小；综合考虑剂量均匀性和总剂量，单环结构二极管辐射场最佳实验区域为z=7~9 cm；圆环内径减小只会增强环中心投影点附近的剂量，而平面上剂量均匀性会变差，当圆环外径为10 cm时，最佳内径为8~9.5cm；相比单环，五环并联结构二极管能够大幅增强辐射剂量，明显改善辐射场剂量均匀性和显著增大有效实验区域，z为11~17 cm范围内，五环结构二极管剂量均匀性没有出现大的波动。

电子束辐照材料后发生轫致辐射可以产生脉冲X射线，轫致辐射产生X射线的能谱、转化效率等参数与电子束能量，靶材料及其结构相关。利用二极管的电压、电流波形计算了电子束参数，建立了复合靶蒙特卡罗粒子输运计算模型，模拟了电子和光子在不同材料中的输运规律，研究了钽和有机玻璃组成的复合阳极靶对X射线辐射场的影响，结果对于产生低能、高注量、高转化效率、低透射电子能量用复合阳极靶的设计具有指导意义。计算结果表明：复合阳极靶中有机玻璃具有软化电子能谱、衰减透射电子的作用；采用慢化电子靶比相同厚度薄靶产生的X射线能谱相对要硬；减小钽的厚度有利于减小平均光子能量，而增加钽的厚度有助于提高能量转化效率；选用有机玻璃2 cm、钽10 μm的薄靶时，X射线平均能量为133.22 keV，光子能量转化效率为0.055%。

提出了一种求解传输线方程的高精度龙格-库塔（RK）方法。此方法在空间上采取高阶泰勒展开，提高了对空间微分的近似精度，减少了数值色散所带来的误差。与传统的时域有限差分法（FDTD）方法相比，在每波长采样数相同时，RK方法的计算精度更高。同时，根据Taylor模型，对外界平面波激励源进行离散，成功利用RK方法对外部场激励传输线进行求解，扩大了龙格?库塔方法在求解传输线方程时的应用范围。通过编程对平面波辐照下无限大地平面上的单导体与双导体的算例分别应用FDTD方法与RK方法进行了计算，验证了RK方法的正确性。结果表明同等计算条件下RK方法的计算精度更高。