中国科学院近代物理研究所承担的强流重离子加速器装置目前已进入了初步设计阶段。增强器作为该装置的主加速器, 可利用双向涂抹技术将238U35+束的粒子数累积至1.0×1011, 并将其从注入能量为17 MeV/u加速至高能量, 引出能量的范围为200-835 MeV/u。为了提供s量级的准连续束以开展辐照实验, 增强器中设计了慢引出系统, 该系统将采用三分之一共振与RF-knockout的引出方法。同步加速器中有两种不同种类的六极磁铁, 用于实现色品校正与共振驱动, 并在设计中考虑了两者能同时运行并互不影响。针对增强器中不同引出能量的238U35+束, 对其相应的稳定接受度模拟结果进行了比较, 并给出了在引出静电偏转板处的光学匹配参数, 这将为增强器中重离子束的慢引出及放射性次级束流分离器的入口光学设计提供重要的理论依据。

放射性次级束流分离器(HFRS)是强流重离子加速器装置(HIAF)上开展放射性次级物理研究的重要装置。HFRS是飞行时间型(PF)碎片分离器，具有大磁刚度、大接受度、大孔径磁铁以及高动量分辨的特点。HFRS采用Bρ-ΔE-Bρ方法纯化弹核碎裂或裂变反应产生的放射性核素，是开展高精度储存环内实验及环外实验研究的重要工具。主要介绍HFRS分离纯化奇异核的能力，采用MOCADI程序模拟单降能器与双降能器下典型弹核碎裂反应和裂变反应中粒子的鉴别和纯化。模拟结果表明: HFRS具有很好的消色散和聚焦特性，对于弹核碎裂反应中轻核的分离采用单降能器系统即可得到很好的纯化效果; 而弹核碎裂反应中重核的分离则需采用双降能器系统才可得到很好的纯化效果; 对于裂变反应，由于裂变反应的能散较大，则在采用双降能器系统时也仅仅能得到一定的纯化效果。

为了精确测量短寿命原子核质量，提出了在强流重离子加速器装置（HIAF）上建造高精度环形质量谱仪SRing。SRing长188.7 m，最大设计磁刚度为13 T·m，主要由磁聚焦结构、注入系统、引出系统、随机冷却以及探测系统等组成。SRing将运行在等时性模式和收集模式下用于短寿命原子核质量的精确测量和放射性次级束流收集并纯化。详细介绍了SRing的线性光学设计，并给出两种模式下的光学设计、注入及引出系统的设计等，设计参数优化完毕后，机器测量精度有望提高到106。

以中国科学院近代物理研究所正在研制的轴对称磁透镜为例,设计了两种结构的轴对称磁透镜:带屏蔽铁壳的螺线管透镜和极靴形状为锥形的Glaser透镜。带屏蔽铁壳的螺线管透镜产生的轴对称磁场比较均匀,而极靴形状为锥形的Glaser透镜产生的轴对称磁场比较集中。分别采用了两种物理模型计算磁场,同时应用有限元分析软件ANSYS进行数值模拟,最后从物理和工程角度对这两种透镜作了全面比较,得出带屏蔽铁壳的螺线管透镜结构更符合设计要求。

带电粒子在轴对称磁场中一边沿着对称轴向前运动,一边绕对称轴旋转.所以横向运动可以分解为两部分:聚焦运动和子午面的旋转.因此,4维横向传输矩阵可以表示为聚焦矩阵和旋转矩阵的乘积.用旋转矩阵和聚焦矩阵重新推导了总的传输矩阵.然后给出了相应的相椭圆系数矩阵来进一步估算从ECR离子源引出束流的发射度.详细地讨论了束流分布函数的二次矩.