中国科学院近代物理研究所承担的强流重离子加速器装置目前已进入了初步设计阶段。增强器作为该装置的主加速器, 可利用双向涂抹技术将238U35+束的粒子数累积至1.0×1011, 并将其从注入能量为17 MeV/u加速至高能量, 引出能量的范围为200-835 MeV/u。为了提供s量级的准连续束以开展辐照实验, 增强器中设计了慢引出系统, 该系统将采用三分之一共振与RF-knockout的引出方法。同步加速器中有两种不同种类的六极磁铁, 用于实现色品校正与共振驱动, 并在设计中考虑了两者能同时运行并互不影响。针对增强器中不同引出能量的238U35+束, 对其相应的稳定接受度模拟结果进行了比较, 并给出了在引出静电偏转板处的光学匹配参数, 这将为增强器中重离子束的慢引出及放射性次级束流分离器的入口光学设计提供重要的理论依据。

实验研究了HIRFL-CSRm中电子冷却装置对C6+,Ar15+两种束流寿命的影响。首先, 通过对比实验的测量确定电子冷却可以有效提高束流寿命; 其次, 探究了电子冷却装置中的各项参数(主要是电子束密度分布、流强、能量、绝热展开因子)是如何影响束流寿命的, 通过改变电子束参数, 测量束流寿命的变化趋势和规律, 并且结合电子冷却相关理论对实验结果给予解释, 最终通过实验优化和确定最佳的冷却装置参数, 使束流在HIRFL-CSRm上获得了较高的寿命, 从而提高HIRFL-CSRm束流累积过程中的流强增益。

放射性次级束流分离器(HFRS)是强流重离子加速器装置(HIAF)上开展放射性次级物理研究的重要装置。HFRS是飞行时间型(PF)碎片分离器，具有大磁刚度、大接受度、大孔径磁铁以及高动量分辨的特点。HFRS采用Bρ-ΔE-Bρ方法纯化弹核碎裂或裂变反应产生的放射性核素，是开展高精度储存环内实验及环外实验研究的重要工具。主要介绍HFRS分离纯化奇异核的能力，采用MOCADI程序模拟单降能器与双降能器下典型弹核碎裂反应和裂变反应中粒子的鉴别和纯化。模拟结果表明: HFRS具有很好的消色散和聚焦特性，对于弹核碎裂反应中轻核的分离采用单降能器系统即可得到很好的纯化效果; 而弹核碎裂反应中重核的分离则需采用双降能器系统才可得到很好的纯化效果; 对于裂变反应，由于裂变反应的能散较大，则在采用双降能器系统时也仅仅能得到一定的纯化效果。

为了精确测量短寿命原子核质量，提出了在强流重离子加速器装置（HIAF）上建造高精度环形质量谱仪SRing。SRing长188.7 m，最大设计磁刚度为13 T·m，主要由磁聚焦结构、注入系统、引出系统、随机冷却以及探测系统等组成。SRing将运行在等时性模式和收集模式下用于短寿命原子核质量的精确测量和放射性次级束流收集并纯化。详细介绍了SRing的线性光学设计，并给出两种模式下的光学设计、注入及引出系统的设计等，设计参数优化完毕后，机器测量精度有望提高到106。

一台新的治癌专用加速器HITFiL正在设计和建造中, 其中一台同步加速器为其主加速器, 以高紧凑性、高可靠性和低成本为设计目标。同步加速器的注入系统采用剥离注入方式, 剥离注入与单圈注入方式相比能达到较高的注入效率, 而其造价明显低于多圈注入加电子冷却的注入方式。治癌采用碳粒子束, 从ECR离子源产生的C5+离子经过回旋加速器预加速后在同步加速器注入点处剥离成为C6+注入到环里。详细阐述了该注入系统的设计方案, 并对整个注入过程进行了计算机模拟。在模拟过程中, 对束流的注入效率、束流损失机制和粒子数增益进行了研究, 得到了实空间和相空间的粒子分布和发射度增长趋势, 得到了满足要求的束流流强。

为了在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)上开展一维离子束序化的研究，在CSR主环上，对6.39 MeV/u的58Ni19+离子束进行了冷却累积实验。测量了离子束与电子束之间不同的水平、垂直夹角以及不同电子束剖面的情况下，束流累积及束流寿命变化情况; 重点研究了离子束衰减过程中动量分散随离子数的变化规律，拟合计算得到了动量分散随离子数按照幂函数衰减的指数; 在给定离子数的情况下，动量分散随夹角、电子束剖面的依赖关系,为下一步在CSR上获得纵向一维有序化离子束的研究做准备。在实验中观测到在较大的夹角情况下，离子束出现纵向振荡和中心频率移动。

为了研究含N’N-二乙基硫脲添加剂的微电铸工艺金属铜填洞机理,采用线性伏安法、循环电压电流溶出法(CVS)、扫描电镜(SEM)以及XRD测量法研究了N’N-二乙基硫脲对微电铸工艺电化学行为的影响,并借助塔菲尔方程,研究了微电铸铜反应过程中的电极动力学参数。结果表明,当微电铸铜工艺中加入N’N-二乙基硫脲添加剂时,产生活性极化,提高了铜离子还原时所需的活化能,金属离子的放电速度从2.221 4 mA/cm²降低到约0.076 mA/cm²,从而增加了反应时的过电位,促使电极表面晶核成型速度增加,晶体成长速度由2.57μm/min降低到约0.17μm/min,铜离子的平滑能力提高约50%,有效地减小了微电铸时的边沿效应,使金属铜具有良好的填充微型孔洞的能力。本实验通过微电铸工艺成功地将金属铜填充入宽为10μm,深宽比为4:1的微型凹槽中,且镀层内没有空洞、空隙及细缝等缺陷。

介绍了由于磁铁的安装误差和螺线管的存在而造成的束流径向和轴向的耦合,以及耦合对束流稳定的影响.结合CSRm结构的典型参数分析得出:二极磁铁和四极磁铁在纵向角安装偏差为-0.5～0.5 mrad;有螺线管存在的情况下,工作点落在和共振线时,将导致束流不稳定而大量损失,落在差共振线时,束流稳定.通过模拟计算发现:螺线管产生的耦合远大于磁铁的纵向角安装偏差产生的耦合.

通过引进包含tune调制的传输矩阵,模拟计算了由四极铁电源纹波所引起的tune调制对HIRFL-CSRm动力学孔径的影响.模拟计算中,对HIRFL-CSRm实际(lattice)跟踪1.0×10⁶圈.从结果可以看出,动力学孔径随调制振幅的增大迅速减小,大体呈线性变化;动力学孔径随调制tune值的变化在研究范围内也有变化,变化的范围在0.049～0.089 m之间.

在研究兰州重离子冷却储存环(HIRFL-CSR)纵向相振荡运动特性的基础上,对主环(CSRm)内重离子的加速过程进行了模拟研究.选取由扇聚焦回旋加速器(SFC)剥离注入的能量为7 MeV/u,动量散度为±0.5%的¹²C⁶⁺典型离子,模拟了CSRm内束流的加速过程,加速的最终能量为1 GeV/u.在加速过程中采用了变换谐波的方式,解决了较低能量下的加速问题.模拟结果给出了不同时刻粒子在纵向相空间的分布以及各主要高频参数随时间的变化曲线.