基于闪烁体的快离子损失探针（Fast-Ion Loss Detector，FILD）能够测量损失快离子的速度空间分布，是研究核聚变装置中快离子损失控制机理的关键诊断手段。在东方超环（Experimental Advanced Superconducting Tokamak，EAST）上，通过FILDSIM程序在诊断图像与速度空间分布之间建立桥梁，将诊断探测到的信号转化为速度空间分布，获得了离子回旋共振加热（Ion Cyclotron Resonance Heating，ICRH）条件下的快离子损失速度空间分布，为进一步评估和控制离子回旋共振加热下的快离子损失奠定了基础。另外，通过损失快离子反向追踪，探究了探头本体遮挡对诊断探测范围的影响，为损失诊断系统进一步升级提供了依据。

武威和兰州重离子加速器使用回旋加速器作为其注入器。回旋加速器为该装置的同步加速器提供10 µA的碳离子束流以满足其物理需求。而径向探针则是安装在回旋加速器内部实现束流流强和圈图测量的重要束诊元件。径向靶头上的束流信息经前端电子学拾取后会进一步进入数据采集系统，最终实现回旋加速器的束流流强和圈图测试。其中，径向探针的前端电子学采用皮安表，数据采集系统基于实时操作系统和FPGA技术。介绍了径向探针的机械结构设计，并分析了探头有无水冷结构的热结构；描述了控制系统软硬件架构，可以实现10 kHz的数据和位置信息的同步采集。最后，还介绍了探针机械和控制系统的实验室测试和验收标准以及在束测量结果。

介绍了105/140 GHz双频兆瓦级回旋管的设计和最新实验进展。该回旋管的谐振腔、准光模式变换器、BN输出窗采用了双频共用的设计，电子枪采用了双频复用的双阳极磁控注入枪，收集极采用单级降压。在现有实验室电网功率容量有限的情况下，进行脉冲调试，得到的实验结果为：在重频1 Hz、ms连续短脉冲条件下，在105 GHz点和140 GHz点脉冲功率分别达到710 kW和1.057 MW，脉宽0.7 ms，对应总效率分别为34%和49%。在105 GHz点通过脉宽延展和老炼，进一步得到300 kW/2 s和400 kW/1 s的秒级脉宽实验结果，BN窗片的温度在两种状态下温度分别达到606 ℃和503 ℃，波束频率单一，没有杂模。实验基本上验证了该器件的物理设计。

利用软X射线、中子注量检测诊断系统和偏振干涉仪（Polarimeter-interferometer，POINT）约束下的平衡反演算法（Equilibrium Fitting Algorithm，EFIT），对东方超环（Experimental Superconducting Tokamak，EAST）等离子体在离子回旋共振频率波（Ion Cyclotron Resonance Frequency wave，ICRF）在轴沉积加热下的锯齿周期，锯齿幅度，q=1面处等离子体压强梯度，q=1面的半径的变化情形进行了研究。研究发现，在轴沉积情况下，加入ICRF可以对锯齿起致稳作用（延长锯齿周期），锯齿周期与ICRF功率呈正相关；锯齿周期随着ICRF的加入或者ICRF功率的变化趋势，与锯齿幅度和q=1面处等离子体压强梯度变化趋势大体上一致；要改变q=1面半径，ICRF的功率可能需要到0.8 MW以上；在ICRF功率占比更高的加热条件下，锯齿周期和q=1面半径随着ICRF功率变化更敏感；EAST中ICRF产生的快离子和导致的q=1面半径的变化可能对锯齿行为有一定的影响。

报道了聚变应用的MW级双频（105/140 GHz）回旋管的最新实验进展。该回旋管的谐振腔、准光模式变换器、输出窗采用了双频共用的设计，电子枪采用了双频复用的双阳极磁控注入枪，收集极采用单极降压。最新的实验表明：在重频1 Hz短脉冲条件下，在105 GHz点和140 GHz点，测试得到脉冲功率分别为710 kW和1.057 MW，对应总效率分别为34%和49%。这是国内首次在回旋管实验中实现1.0 MW功率输出。

本文基于OMFIT（One Modeling Framework for Integrated Tasks）平台，结合中国环流器二号M（HL-2M）托卡马克装置参数，自洽耦合等离子体平衡、外部辅助加热和电流驱动、输运等物理过程，考虑杂质浓度变化引起的等离子体密度、温度等输运量变化，以及引起的等离子体磁面中心Shafranov位移变化，从理论上进行杂质浓度变化对电子回旋波（Electron Cyclotron Wave，ECW）沉积位置和驱动电流效率的影响研究。研究结果表明，考虑杂质对等离子体的影响时，随着杂质浓度的增加，ECW沉积径向位置先向等离子体芯部移动然后向边缘移动，电流驱动效率先增加后减小。不考虑杂质对等离子体影响时，ECW沉积位置基本不变，电流驱动效率降低。

针对核医学诊疗对PET医用放射性核素的需求，中国原子能科学研究院正在开展PET医用小型回旋加速器的产业化研究。磁场测量和垫补是回旋加速器生产中的必经环节，小型回旋加速器结构紧凑实现磁场测量仪的全自动化控制是一个难点，解决常规垫补方法加工成本高和周期长的问题是产业化生产的关键。本文详细介绍小型回旋加速器全自动化磁场测量和精密垫补平台的研制，通过多台小型回旋加速器的磁场测量和垫补实践，发展一套快速磁场测量和垫补流程，实现全自动化测量方法缩短磁场测量周期，采用精密垫补算法减少垫补次数。在保证磁场测量和垫补工作高效高质量完成的条件下，极大降低了时间和加工成本，为小型回旋加速器的产业化生产打下基础。目前，中国原子能科学研究院已经完成多台小型回旋加速器的商业化落地。

针对回旋加速器的束流动力学设计，基于Geant4模拟研究，提供一种可行的数值模拟方法。通过电磁场仿真软件Opera建立相应的电磁场数据导入到Geant4中进行插值计算，利用Geant4自带的电磁场微分方程与微分方程求解器计算粒子的平衡轨道，振荡频率以及加速轨道。其结果表明：对于横向运动而言，Geant4的计算结果与传统数值方法计算结果趋于一致；对于轴向运动而言，由于磁场插值方法的差异性，二者有一定的区别，对于在加速过程中的非平衡粒子，其能量变化围绕平衡粒子振荡。对于束损，通过限制粒子的运动时间，轴向位移加快计算效率，加入电极碰撞的判定使模拟更趋近实际情况。

在230 MeV超导回旋加速器中，磁场调节棒及其驱动系统是束流调试的重要辅助装置。为满足束流对中和束流引出所需的磁场，设计并研制了16套磁场调节棒及其驱动装置。机械执行机构采用美国Thomson公司的精密直线执行器，其重复定位精度为±0.01 mm，位置传感器采用德国Novotechnik公司的直线位移电子尺，其重复精度为0.002 mm。此外，运动控制采用PLC加直线位移传感器负反馈闭环的方案。在实际工况下，系统定位精度达到0.05 mm，重复精度达到±0.02 mm，优于设计要求。此外，对该系统进行了静电放电测试、电快速瞬变脉冲群测试和浪涌抗扰度测试，结果满足医用电气设备电磁兼容标准YY 0505-2012/IEC 6060 1-1-2:2004的要求。该驱动系统的研制，克服了在强电离辐射、高磁场强度、狭小安装空间的特殊环境中达到高定位精度和高重复精度的难点，对优化束流的径向进动、减小加速区域的相干振荡振幅、提高引出区的束流引出效率等具有重要意义。