核技术可分为两大类：非动力核技术和动力核技术。文章主要对核技术应用中的若干技术问题进行研究。非动力核技术产业技术含量高,是环保节能型产业。加快发展非动力核技术应用产业,不仅可为我国许多产业提供新型材料,推动传统产业优化升级,也有利于实现节能减排目标,推进资源节约型、环境友好型社会建设,有利于促进现代产业体系建设,实现经济可持续发展。作者通过查阅资料、互联网、调查国内外非动力核技术应用发展状况、实地考察湖北有关企业,总结了国内与国外,湖北省与全国在非动力核技术应用发展中的差异,并在调查、研究的基础上提出了在湖北发展非动力核技术产业的可行性意见。解决了两个关键问题：即湖北省非动力核技术产业能否成为湖北经济发展的新的增长点与非动力核技术产业对湖北建立两型社会的意义。高压型加速器是非动力核技术主要应用之一,其是一个复杂的电磁装置,其中每个元件参数的变化对于最终的束流都有很大的影响。作者基于加速器束流传输基本理论,使用TRANSPORT程序对高压型加速器束流光路进行了计算,验证高压型加速器基本框架,包括元件的选择、设计及布局,并初步探讨了其可行性。扫描宽度及均匀度是辐照加速器关键的参数,其决定了最终的辐照效果。作者创新性的提出了辐照加速器永磁散束系统。相比于常用的电子束扫描系统,其可以有效提高散开电子束的均匀度,实现了较大的电子束扩散截面。此外,它还减少了钛窗击穿的风险。文章进行了基于电磁场有限元分析及束流动力学仿真的数值模拟,计算了不同结构散束系统的磁场分布,并通过结构调整和优化,设计了满足电子束均匀扩散要求的散束系统,并进行了验证。核聚变能被认为是人类能源问题最有希望的解决方案。“国际热核聚变实验堆计划”(International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER)是集成当今国际上受控磁约束核聚变的主要科学和技术成果。中性束注入(Neutral Beam Injector, NBI)是大型磁约束核聚变反应堆等离子体加热及电流驱动的主要方式之一,作者对ITER项目NBI的关键技术——负离子源进行研究,对其研究背景、发展现状进行了描述。并对负离子源关键技术——郎缪探针诊断系统进行了研究,优化设计了负源腔体诊断位置,并结合实验,找到了一种好的郎缪探针数据处理方法。过滤磁场系统在负离子源中的作用是过滤“快电子”,提升离子源中负氢离子的产生效率,过滤磁场如何对腔体内等离子体产生影响是过滤磁场研究中所关注的焦点。通过对过滤磁场进行电磁场有限元分析,结合国际上成功的经验,作者设计了适用于项目的过滤磁场系统,并进行了机械图的绘制,为负源项目试验做好了准备。供铯(Cs)系统是负离子源的关键部分,Cs在核聚变装置NBI大功率、强流负离子源的工作中,通过减少金属表面逸出功,对于增加负离子产额、提高负离子束引出电流密度、降低离子源工作气压、抑制引出电子比率都发挥着举足轻重的作用。没有Cs,负离子源就无法实现NBI要求的指标。作者研究了Cs对表面逸出功的影响机理,并通过参与德国IPP(马克思普朗特等离子体研究所)-BATMAN装置的测试,实际验证了供Cs系统对等离子体参数的影响。提出了课题组负离子源项目的供Cs系统解决方案,并进行了机械图绘制,为负离子源项目进一步发展做出了贡献。