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。

透射质子的能损和散射角是质子照相成像模糊的主要来源。基于Zumbro聚焦成像磁透镜的质子照相技术, 可基本消除散射角引起的成像模糊, 实现几十μm的空间分辨, 但无法对能损信息进行优化是其空间分辨能力难以进一步提升的主要原因。为利用透射质子的能损信息, 进一步提高质子照相的空间分辨能力, 提出了一种新型的成像磁透镜, 称之为能损型聚焦成像磁透镜。基于11 MeV低能能损型质子照相的实验束线和Geant4模拟软件, 建立全过程照相模型, 研究11 MeV能损型成像束线的空间分辨能力。模拟研究表明: 对于10 μm厚的Al箔, 考虑点扩散函数等测量系统成像模糊的影响, 11 MeV能损型成像束线可实现约30 μm的空间分辨。与等大型Zumbro磁透镜相比, 空间分辨能力得到显著提升。

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。

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)。

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%。