高能量密度态通常被定义为能量沉积密度高于1011J/m3的物质状态。高能量密度物理（HEDP）就是针对该状态下物质的结构及特性进行研究的新型交叉物理学科。目前,实验室中产生高能量密度物质/温稠密物质的方式主要包括激光/重离子束驱动或Z-pinch驱动,其特点是维系时间短（<1μs）,空间分布不均匀且材料多样化。因此,亟需一种具有高空间分辨能力（<10μm）和高密度分辨（1%）的超快诊断技术以获取HEDM/WDM物质的内部特性及其演化过程信息。光阴极电子直线加速器产生的ps量级的高能超短脉冲束流,在与样品相互作用过程中,可以很好地保证样品的准静态性,有望应用于HEDM/WDM的超快诊断。论文针对激光驱动常用的金属箔片样品、ICF快点火过程中的初态及末态靶丸、重离子驱动所涉及的高Z厚靶,对高能电子成像技术HEDM/WDM诊断中的实用性开展了相关研究。采用电磁透镜成像技术,设计了高能电子成像专用束线,分别对百微米量级的铝台阶样品和惯性约束核聚变（ICF）快点火过程靶丸的初态及末态密度分布开展了成像模拟研究。结果表明,高能电子成像技术具有高达微米量级的空间分辨能力及较大的面密度分辨范围。进一步的模拟表明,对于单元素介质,高能电子成像技术可以很好的诊断样品原子数面密度,而不随同位素掺杂比例及样品体密度改变而改变。对于强流重离子束驱动所涉及的高Z大尺度样品,模拟结果表明传统高能电子成像束线设计不再适用。为了满足高Z厚靶的诊断需求,论文中提出了高能电子选能成像束线设计方案,并对厚度达到4mm的钨台阶样品进行了静态成像模拟,其结果表明,选能成像可以对高Z厚靶实现几十微米的空间分辨能力。利用选能成像方法,对HIAF重离子束驱动产生的温稠密物质进行动态成像模拟,可以得出清晰的样品密度演化规律。电子直线加速器产生的ps量级的超短脉冲束是实现超快诊断的基础。近代物理研究所与清华大学合作,在清华大学TTX实验平台上开展的高能电子成像实验,实现了样品厚度由7μm到800μm,面密度由1.9mg/cm2至0.188g/cm2的大动态范围诊断,并且得到了μm几十μm的空间分辨能力。对7224微米厚度铝台阶样品的实验结果与模拟结果进行比较,其空间分辨能力随样品厚度的变化趋势、厚度-透射率曲线与模拟结果比较吻合。在实验中,国际上首次观测到了高能电子成像暗场成像现象。通过对实验中铁样品的成像模拟,验证了暗场成像理论;通过对铝台阶样品的暗场成像模拟,发现暗场成像存在失真现象,并提出了改进方案。基于改进后的方案,对铝台阶样品的模拟结果表明暗场成像技术空间分辨能力与明场成像相当,同样可以达到微米量级,且对于薄靶（<25μm）,具有面密度分辨优势,在高能量密度物质诊断中具有潜在的应用价值。综上,高能电子成像技术对于弱轫致辐射体系可实现微米量级的空间分辨能力,对强轫致辐射体系可以实现十微米量级的空间分辨能力。而且,该项技术具备大动态范围的特点。因此,高能电子成像技术有望应用于高能量密度物质的诊断中。