真空弧离子源以其结构简单、空间紧凑、氘离子流强大等优点, 非常适合在小型脉冲中子发生器中使用。本文介绍了一款小型真空弧离子源, 它利用氘化钛阴极同时作为氘气源和电极, 避免了复杂的气路管道。该离子源外径约 20 mm, 长 25 mm。采用电荷耦合器件 (CCD)相机拍摄了该离子源放电光斑, 发现弧流越大, 光斑越大。采用偏压平板测量了该离子源的饱和离子流, 当弧流大于 100 A时, 饱和离子流可达 1A以上。采用磁分析测量了等离子体中氘离子比例, 结果表明氘离子比例随弧流增加而增加, 最大约为 27%。最后测量了该离子源在 120 kV高压下打氘靶的中子产额, 当弧流为 100 A, 脉宽为 5 μs时, 中子产额约 1×105 n。该源可应用在小型脉冲中子发生器中。

提出了一种基于二次离子质谱分析技术的离子束流剖面分布的离线诊断方法，具有分辨率高、可同时给出束流剖面分布和成分信息的特点。利用数值模拟方法对该诊断方法的可行性进行了分析和讨论，并结合原理实验给出了验证结果。结果表明: 该方法可以用于真空密封型中子发生器离子束流剖面分布的诊断，能够成为其他诊断方法的验证手段和有力补充。

通过模拟研究，找到了一种采用非均匀电极高压来改善探测器视差效应的方法; 考察了该方法对多丝正比室的电子收集效率、增益一致性等性能的影响。结果表明:该方法可以显著减小探测器的视差效应，不会影响探测器的电子收集效率，引起的阳极丝增益一致性的变化也基本不会对探测器的总体性能造成影响。

论述了离子束作用下固体表面次级电子产生的机制，介绍了特种真空器件中次级电子抑制的各种方法及其优缺点，提出了脉冲离子束作用下靶面次级电子抑制的自偏势法和曲面靶法等设计思路，并在实验上进行了初步验证。实验结果表明,自偏势电压大于80 V后，次级电子得到很好的抑制。在相同束流情况下，曲面靶较平面靶的次级电子产额少。利用实验结果进行估算得到了近似的次级电子产额约为0.67，比文献中的结果(0.58)偏大。对实验中自偏势法抑制反峰电子电流的效果进行了分析和讨论，结果表明：自偏势法不但能够有效抑制离子打靶产生的次级电子，还能抑制由功率源不稳定带来的入射反峰电子流。