以11 MV回旋加速器潘宁离子源作为研究对象，通过调节磁场强度研究了磁场对工作在弧放电模式下的潘宁离子源的影响规律，深入分析了该放电模式下的放电自持机制、磁场引起的阻抗变化规律、异常发光现象。实验在6 mL/min氢气流量下，保持离子源弧流不变，调节磁场强度，记录磁场强度对弧压的影响。实验结果表明: 二次电子发射机制与热电子发射机制在潘宁源自持放电过程中发挥了同样重要的作用; 在强磁场情况下离子源阻抗受到磁场变化影响不大，在磁场小于0.15 T时磁场的作用才变得明显; 当磁场减弱至等离子体进入阻抗增长区后，存在一段等离子体剧烈放电、光强突然增加的区域。在实验的基础上，得到了设计潘宁源的启发，并分析了磁场对等离子体电导率影响的微观物理机制，这些有助于研制或使用工作在弧放电模式下的潘宁离子源。

在中国工程物理研究院流体物理研究所自行研制的负氢潘宁型离子源上进行负氢束流引出测量实验，采用单电极、双电极、三电极束流引出测量方法进行初步束流引出测量，束流强度的实验测量结果远远高于空间限制流的理论计算值。因此，提出一种电屏蔽盒的直流束流引出测量方法。阐述了电屏蔽盒直流束流引出测量的基本方法、束流轨迹的CST数值模拟以及束流引出测量实验结果。研究表明：引出电压为2 kV，引出间隙为3 mm，磁感应强度为0.435 T时，得到较为精确的负氢束流引出强度约100 μA。通过空间电荷限制流的“V3/2定律”进行拟合，推算得到引出电压为40 kV时，负氢束流强度约达到4 mA。