TiO₂是一种新型的第三代宽禁带半导体材料,在光催化、染料敏化太阳能电池、涂料工业等领域具有重要应用价值,也是作为固化陶瓷的主要成分之一被应用于高放射性核废料的处理技术中。此外TiO₂在未掺杂状态下就表现出室温铁磁性,是一种开发潜力巨大的稀磁半导体材料,近年来对于TiO₂室温铁磁性来源的探究逐渐成为材料科学、自旋电子学和凝聚态物理等学科的一个重要研究热点。由于掺杂或未掺杂TiO₂均被广泛报道具有类似室温铁磁性的磁性,因无法完全排除掺杂的磁性杂质离子（如Fe、Co、Ni、Mn等）对其形成的磁性第二相或本征磁性缺陷的影响,目前对其室温铁磁性来源的认识还是存在很大的分歧。近年来粒子辐照材料技术的迅速发展为研究工作者提供了新的研究思路和方法来探究其室温铁磁性来源,但是对于粒子辐照材料的作用过程、缺陷演化过程和位移损伤大小从实验上观察困难,需要借助多尺度模拟辅助手段得到相应的结果。材料辐照损伤的研究已广泛应用于材料改性、结构材料设计、反应堆研究、国防安全、航天航空等领域。一般采用平均离位原子（displacement per atom,dpa）来衡量粒子辐照材料的损伤大小,更好的研究不同粒子辐照技术在材料领域的重要应用,准确计算粒子对金红石TiO₂材料造成损伤程度是至关重要的。本文利用电子束、γ射线和快中子对金红石TiO₂的辐照损伤进行了研究,主要工作和结果概括如下:利用电子与金红石TiO₂中Ti和O原子的相互作用,给出了O缺陷形成所需电子最小能量为123.54 keV,相应的Ti原子为830.78 keV。进而利用MCNP软件模拟了0.1¹ MeV的电子束在10×10×0.5 mm³金红石TiO₂样品中的输运过程,结合相应公式计算了辐照损伤的大小,首先计算了1 MeV的电子束辐照下样品中dpa的二维分布情况,发现损伤区域集中于0.28⁰.5 mm之间,然后计算了0.1¹ MeV能量范围内的电子束对Ti原子、O原子和TiO₂的dpa的大小,为后期实验开展提供了参考。为了计算γ射线对金红石TiO₂的辐照损伤,首先给出了γ射线与物质作用中三种基本过程的位移损伤截面,同时在计算中主要考虑了γ射线与原子作用产生的电子和正电子对材料造成的位移损伤。首先利用MCNP模拟了1¹0 MeV的γ射线辐照10×10×1 mm³金红石样品时的电子通量谱特征,随着能量的增大,正电子数目逐渐增多,一方面给出了1MeV的γ射线对金红石样品的dpa的二维分布特征,可以发现损伤主要集中于表面,便于实验现象解释和后期实验进行,另一方面给出了不同能量下电子和正电子在样品中dpa的大小。此外我们小组开展了⁶⁰Co源辐照金红石对其磁、光特性的影响,较为系统地从模拟计算方面给出了⁶⁰Co源对金红石样品的辐照损伤,同时结合实验数据发现在该能量下金红石内主要存在的缺陷为氧缺陷,该结果与理论计算也比较符合。利用快中子辐照金红石TiO₂计算了辐照损伤的大小,深入研究了两体碰撞过程中能量传递关系,以及损失能的计算公式并利用核数据处理软件NJOY2016给出了Ti和O原子的位移损伤截面,并利用样条插值修正方法得到了TiO₂的位移损伤截面,结合MCNP模拟快中子在金红石样品中的中子输运过程,给出了Am-Be中子源、D-D中子源和D-T中子源对金红石TiO₂的dpa的大小,同时开发了材料辐照损伤计算软件初级版本。