核聚变能相比核裂变能更加安全、清洁、高效。经过几十年的研究,磁约束聚变目前被认为是最具前景的可控核聚变的方式。当今磁约束聚变装置,尤其是Tokamak（托卡马克）,可以产生电子温度接近10 keV的等离子体,而未来的聚变装置内等离子体的电子温度可以达到甚至超过25 keV,这意味着即使是重元素,它们也可以产生电荷态非常高的离子。所以高电荷态离子构成了磁约束聚变等离子体的重要组成部分,它们的存在有利于磁约束聚变等离子体诊断和基础原子物理研究;但是如果大量存在,由于它们的辐射特性,会降低聚变等离子体的温度,不利于聚变装置的运行。研究高电荷态离子在等离子体中的输运行为,一直是核聚变实验和物理研究的重要研究课题。电子束离子阱（EBIT）是一种有效研究高电荷态离子相关物理过程的装置。大型EBIT建造费用和运行费用昂贵,实验机时紧张,由于许多实验并不需要这么高的能量和束流,为了节约成本,根据不同的场合,在满足相关科学研究需要的情况下,紧凑型中低能EBIT成为发展趋势。紧凑型EBIT大都采用液氮冷却的高温超导磁体或无需低温冷却的永磁铁来代替原来需要液氦冷却的低温超导线圈,其体积较小,这大大降低了研制和运行成本,并且它方便搬运,操作起来简便。针对磁约束聚变装置中高电荷态杂质离子对等离子体的约束具有重要影响,研究了用于聚变装置高电荷态杂质离子诊断的相关装置,我们提出研制一种基于中能段紧凑型电子束离子阱的杂质光谱研究平台,该平台设计的目的是用于观测类似于ITER芯部等离子体中钨、铁、氩、氙等杂质光谱谱线。我们研制的中能段EBIT的主要指标是电子束能量达到30 keV,电子束流强度达到20 mA,中心磁场强度达到1 T。我们对系统进行了优化设计,创新性地提出采用制冷机传导冷却低温超导磁体作为EBIT的磁体,这种方案使EBIT在工作中无需消耗液氦或者液氮等制冷剂来冷却磁体,并且可以在提高磁场强度的同时,缩小装置的尺寸,大大地降低了我们平台的研制成本和运行成本。本文阐述了中能段紧凑型电子束离子阱的杂质光谱研究平台的设计和研制,对相关理论依据和测试过程进行了描述。主要工作如下:第一,介绍了中能段EBIT研制的背景,基于中能段EBIT杂质光谱研究平台的总体方案设计,包括电极系统设计、磁体方案设计、高压平台设计、真空系统设计、注气系统设计、光谱平台设计。第二,详细介绍了本EBIT的低温超导磁体的研制,包括电磁设计、磁体结构设计、失超保护设计、低温冷却设计、骨架的绝缘、线圈的绕制、线圈真空压力浸渍、磁体的装配和磁体系统的测试,测试结果达到了预期效果,可以满足所需研制的EBIT对磁场的要求。第三,电极系统的研制以及EBIT装置的组装和系统测试。电极系统的研制包括电子枪组件的研制、漂移管组件的研制和电子收集器组件的研制;EBIT装置的组装包括电极系统的组装和对准、真空系统的连接、电源系统的连接;利用COMSOL软件对设计的EBIT模型电子束轨迹进行模拟;EBIT系统的测试包括真空测试、磁体测试、阴极加热测试、高压测试,测试结果显示所研制的中能段EBIT可以达到设计的指标。