开展了轻气炮加载条件下材料动力学微观响应测量的实验研究。基于脉冲宽度约25 ns的商业化闪光X射线源，采用积分式记录设备，建立了轻气炮加载条件下的实时X射线衍射诊断系统。介绍了实时X射线衍射测量原理及系统，讨论了由于冲击过程持续时间短，且闪光源输出X射线脉冲时具有延时和抖动，X射线脉冲与冲击波到达样品被探测区域难以同步的问题。最后，提出了采用精细的多层靶结构设计和纳秒响应的压电探针实现探测X射线脉冲和冲击波精确同步的方法，并获得了轻气炮加载下LiF晶体峰值压缩状态的实时X射线衍射图像。实验结果显示: 加载压力为2.33 GPa时，LiF晶体的晶格形变量为1.73%。该实验技术为开展轻气炮加载下材料微观特性研究提供了一种有效技术途径。

为实现材料在冲击加载下微观动力学响应测量, 基于小型闪光X射线源开展衍射成像系统设计.利用直流X光机及高纯锗探测器实现系统衍射光路的精确调节, 克服了闪光X射线瞬时强度高及连续辐射本底强导致的衍射角度确定困难, 并采用Scandiflash AB公司TD-450S和成像板建立了衍射成像系统.应用该系统在冲击加载实验中获得了LiF单晶单脉冲的Mo-Kα线静态及动态衍射图像.该闪光X射线衍射系统时间分辨率可达25 ns, 为冲击压缩实验中材料瞬时结构变化测量提供了新的实验方法.

在轻气炮加载实验平台上, 利用小型闪光X射线源建立了一套脉冲X射线衍射测量系统。利用该测量系统对平面冲击加载条件下LiF晶体微观结构变化进行了研究, 得到了不同冲击加载压力下LiF晶体的单次脉冲X射线衍射图像。实验结果表明: 沿［100］晶向加载, LiF晶体晶格发生了压缩, 压缩量与衍射峰偏移量相关; 基于小型闪光X射线源的脉冲X射线衍射测量系统可实现冲击压缩下材料微观结构变化的定量化测量, 同时具有体积小、操作简单等优点, 为研究弹塑性形变微观机理提供了一种有效手段。

采用图像诊断方法对高能环形电子束形状及空间尺寸进行了研究，以高能脉冲环形电子束轰击高Z靶材料产生脉冲X射线，X射线经过X射线增感屏转换为可见光，用单次图像采集系统获取可见光的积分图像。为满足诊断所需的空间分辨和系统灵敏度，通过理论计算确立了靶的材料、厚度及X射线增感屏的型号和厚度等参数。根据测试环境，设计了系统的现场安装结构，系统基本满足测试要求。分析从实验中获取的图像，可知环形电子束的内径为36.5 mm，环厚为1 mm，环形不均匀，水平方向电子束强。

纳秒级紫外/软X射线条纹相机是一种利用高速扫描电路实现将纳秒级光信号转化为图像信号的高速图像设备,它主要包括了条纹管、高速高压扫描单元、高压单元以及控制记录单元等部分.系统设计中采用近贴聚焦电子光学系统和雪崩管电路使得目前所能达到的指标为:能谱响应范围紫外～1keV,空间分辨力静态15Lp/mm,动态5Lp/mm,时间分辨力为500ps.