在惯性约束核聚变(Inertial confinement Fusion ICF)诊断技术研究中,靶丸等离子体内爆压缩的对称性和均匀性诊断一直是研究的重难点问题,但其也是实现聚变点火的重要先决条件之一。传统的成像诊断方法主要是通过分析实验过程中拍摄到的二维图片信息,但该信息只代表平均信息,无法得到重要物理量的真实三维分布,不能实现内爆压缩对称性及均匀性的精确诊断。等离子体三维重建技术是利用少量内爆过程中拍摄的X射线图片进行三维重建,从而获取关键等离子体参数三维空间分布的一种有效方法。通过三维重建获取的等离子体参数,可以进一步获取压缩对称性、电子温度和密度等重要物理信息,为ICF诊断或点火设计提供重要数据支撑。由于条件限制,ICF中二维图像数据信息较少,若重建参数过多会导致精度较低。传统方法一般基于对称假设进行重建,但内爆过程易出现不稳定性使靶丸等离子体不再满足对称结构。因此本文提出一种新的非对称等离子体三维重建方法,该方法利用少量重建参数便可实现精确地非对称三维重建,并对该方法进行了仿真验证分析。本文主要研究内容有:1.深入研究了ICF中等离子体三维重建研究背景及传统X射线图像三维重建的原理。通过分析等离子体正向成像过程,建立了适当简化情况下的等离子体数值仿真模型,为后文非对称等离子体三维重建奠定理论基础。2.在传统球对称模型的基础上,结合等离子体结构特性,提出了一种新的非对称等离子体三维重建方法,包括基于球谐函数的非对称三维分布模型和遗传-最小二乘组合优化算法,在MATLAB上实现了数值仿真,并对重建精度影响因素进行分析讨论。3.基于非对称等离子体三维重建方法,考虑辐射吸收,成功地同时重建出发射系数和吸收系数,仿真结果显示在低噪声时可以实现精确重建;进一步实现了复杂多层次下的非对称三维重建,证实本文方法也可模拟等离子体复杂非对称情况,并具有较高重建精度。