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。

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。