纳秒脉冲电场消融要求在100 Ω负载上产生数千伏的纳秒脉冲，加快脉冲前沿有利于获得更窄的纳秒脉冲。提出了一种具有快速前沿的固态Marx发生器，在每级电路中插入一个电感，并且让放电管和充电管同时导通数十纳秒，等放电管完全开通后，关断充电管，对负载进行放电，以消除放电管和放电回路杂散电感对脉冲前沿的限制，获得具有快前沿的高压脉冲。搭建了32级Marx样机，实验中通过调节直通时间，在100 Ω的低阻负载上获得了电压上升沿35 ns、脉宽800 ns、电流186 A的高压脉冲。对比并分析了充电管和放电管直通时间对上升沿的影响，发现直通时间越长，脉冲电流的前沿越快。输出端的峰值电流最大可达186 A。表明该脉冲电压源可以有效地提高电流的输出，提高系统带载能力。该方案相比于传统的改进方法，提高了系统抗干扰能力的同时，也减少了所使用开关管的数量，降低了脉冲电源的成本。

Cu-W复合材料由于兼具铜的导热性与导电性以及钨的高强度与高温性能而被广泛应用于电力、电子、塑性成形等众多领域。本研究利用电子束快速凝固的特点，提高Cu-W互不相溶合金体系的固溶度，以改善材料性能。采用粉末冶金法制备Cu-W复合材料，并利用强流脉冲电子束（High Current Pulsed Electron Beam，HCPEB）技术对其进行表面改性，研究不同处理工艺参数对样品固溶度和表面硬度的影响。结果表明：在球磨过程中形成了Cu（W）固溶体，球磨5 h时粉末固溶度的提升最为明显。差示扫描量热分析仪（Differential Scanning Calorimeter，DSC）表明，固溶体在烧结的加热过程中会发生脱溶反应。利用强流脉冲电子束对烧结试样表面进行辐照处理，结果表明：HCPEB辐照可有效提高Cu-W互不固溶合金体系的固溶度，致使辐照表面形成Cu（W）过饱和固溶体合金化层。W在Cu基体中的固溶度随辐照次数而增加，10次辐照后Cu（W）固溶体中溶质元素（W）的重量百分比达到了1.63%；辐照表面的硬度随着固溶度的增加而显著增加，固溶强化和弥散强化效应是辐照表面性能改善的根本原因。

能量回收技术将使用后的电子束进行能量回收，用于加速后续束团，可大大减少加速器消耗的射频功率和有害辐射。基于能量回收技术的光源除节能环保外，还具有束团短、发射度低的特点，可有效提高光源的峰值亮度和相干性，是一种很有潜力的未来先进光源。介绍能量回收直线加速器技术的基本原理、相关关键物理问题和技术以及能量回收直线加速器发展现状，最后简要介绍几个国际上提出的典型能量回收直线加速器光源方案。

以电子束在靶中的能量沉积剖面为桥梁，建立了二极管阳极靶温度和热形变模拟方法。该方法可获知二极管不同工作状态下靶的温度分布和热形变情况，为靶热-力学损伤研究提供基础数据，为二极管构型设计和寿命提升提供技术支撑。将该方法应用于“强光一号”短γ二极管，计算结果显示：当阳极离子密度大于10¹⁴ cm⁻³时（强箍缩），靶表面温度最高可达5500～6000 ℃，热形变量达约4.5 mm；无离子流时（弱箍缩），温度处在4500 ℃左右，形变为2.8～3.5 mm。

介绍了利用串级二极管产生高强度脉冲硬X射线的方法及其辐射场参数。以“闪光二号”加速器为平台，通过适应性改造，产生快前沿电压脉冲；研制了两级阻抗1 Ω串级二极管，通过串联分压降低二极管端电压、各级二极管电子束独立打靶在空间叠加形成高强度均匀辐射场。解决了悬浮电极绝缘支撑、二极管阴极均匀发射等技术难题，实现了串级二极管的稳定工作。在总电压约700 kV、电流约310 kA条件下，X射线平均能量87 keV，500 cm²上的平均能注量36 mJ/cm²，剂量均匀性（最大值比最小值）达到2∶1。

脉冲功率技术在工业和生物医学领域有着广泛的应用，很多应用场合要求输出数百安培的高压脉冲。固态Marx发生器虽已研究多年，但是被广泛采用直插封装的IGBT和MOSFET功率半导体开关管的额定电流通常都低于100 A，无法满足低阻抗负载的应用需求。为提高输出脉冲电流幅值，提出两种多路Marx发生器并联的脉冲电源的拓扑结构，第一种方案采用多路Marx发生器直接并联，第二种是共用一组充电开关管的多路Marx发生器并联。由FPGA提供充放电控制信号，采用串芯磁环隔离驱动方案实现带负压偏置的同步驱动，主电路选用开通速度快、通流能力强的IGBT为主开关的半桥式固态方波Marx电路。实验结果表明，6路16级Marx直接并联的脉冲发生器能输出重频100 Hz高压方波脉冲幅值可达10 kV，在30 Ω负载侧输出峰值电流可达300 A，上升时间230 ns。共用充电开关管的6路4级Marx并联发生器在5 Ω电阻负载上的输出电流峰值可达300 A，最大输出电流可达460 A，上升时间272 ns。表明多路Marx发生器并联可以有效地减小系统内阻，提高系统带载能力；改进后的并联方案实现大电流脉冲输出的同时，所采用的开关管数量减小近一半，提高了系统的抗干扰能力的同时，降低了脉冲电源的成本；且增加级间并联导线可进一步改善均流效果。

强流脉冲电子束源是高功率微波系统的核心部件之一，针对未来应用需求，亟需从绝缘、束流输运和热管理等多个方面提升强流束源技术性能。介绍了国防科技大学在高功率微波源用强流真空电子束源方面的研究进展。针对高功率微波管保真空需求，基于陶瓷金属钎焊，设计并研制了一种强场陶瓷真空界面，耐压大于600 kV、平均绝缘场强达到44 kV/cm、耐受脉宽大于80 ns，重复频率运行稳定；研制了一种基于SiC纳米线的强流电子束源冷阴极，在90 kV/cm的场条件下获得了1.17 kA/cm²的束流密度，相比传统天鹅绒阴极，SiC纳米线阴极的宏观电稳定性、发射均匀性及运行寿命均得到显著提高；针对相对论返波管，研制基于螺旋水槽型的强流电子束收集极，克服了高比能和低流速的矛盾，耐受热流密度达到10¹² W/m²，能够满足系统长脉冲、高重复频率运行要求。