相互作用截面（反应截面）测量是研究不稳定原子核密度分布的基本实验方法之一,也是用来寻找晕核的最常用的方法。近年来,在相互作用截面研究方面受关注的一个重要课题是:晕核的相互作用截面具有怎样的束流能量依赖关系,以及多高的束流能量能够更加精确地提取晕核的结构信息。有研究认为,在高能束流情况下,主要是晕核的核芯部分对反应截面有贡献,核芯外部晕部分对截面贡献较小;而在低能情况下,核芯外部的低密度晕部分对反应截面的贡献很大。因此,低能束流条件更适合用来研究晕核。另有研究认为,低能束流情况下,晕核的破裂效应对反应截面的贡献很大,从而会对核结构信息的精确提取产生影响;而在高能束流情况下,破裂效应不显著,因此能够更加准确地提取晕核的结构信息。实验上,不同能区的截面数据提取的结构信息也出现过不一致的现象。例如,高能情况下测量的15C相互作用截面结合理论分析显示,15C没有明显的晕现象;而低能束流情况下的测量结果则显示,15C是一个很好的晕核。人们在利用Glauber模型研究15C反应截面随束流能量的变化关系时,也出现了计算结果无法重现实验上测得的截面变化趋势。这一理论与实验结果之间的矛盾至今没有合理的解释。15C及其相邻碳同位素的相互作用截面（反应截面）实验数据主要集中在低能区（＜100 Me V/u）和高能区（＞500 Me V/u）;而在中能区,缺少实验数据来验证或约束理论计算。基于HIRFL-CSR外靶实验装置,本论文工作首次在中能区（240 Me V/u）测量了14-16C在碳靶上的相互作用截面。结合文献上已有的其它能量点的数据,本论文利用库伦修正的Glauber模型和MOL-Glauber模型分别分析了14-16C反应截面随束流能量的变化关系并提取了14-16C的密度分布。结果显示,两种Glauber模型计算的反应截面随束流能量的函数都能很好的拟合14C和16C在不同能区的实验结果;而对于15C,两种Glauber模型的计算结果都无法同时拟合好不同能区的实验结果。但是,本论文工作实验结果结合两种Glauber模型的计算都显示,15C的中子密度分布存在一个很大的尾巴,表明15C是一个中子晕核,这与低能实验的结论相吻合。反应截面的奇偶震荡参数是用来研究原子核是否具有晕结构特性的一个重要物理量。近来,奇偶震荡参数值对束流能量的依赖性受到理论研究的关注。我们基于14,15,16C在不同能区的实验截面,提取了15C奇偶震荡参数,并与Glauber模型计算结果进行了比较。结果显示,本论文实验得到的奇偶震荡参数和低能束流数据中得到的结果相符,两种实验结果均显示15C具有较大的奇偶震荡参数值。而高能束流情况下提取的奇偶震荡参数值较小,与中、低能实验结果相异。两种Glauber模型计算结果均显示,在低能区,奇偶震荡参数和束流能量轻微相关,而在中高能区,奇偶震荡参数和束流能量几乎无关,且理论计算的结果可以很好地重现中、低能实验结果。弹核碎裂截面模型是放射性束物理、重离子治癌以及辐射防护等领域常用的工具。本论文的另一部分工作是:系统地测量了240 Me V/u能量下12-16C在碳靶上碎裂到硼元素的截面,即?Z=1分截面。结果显示,截面随入射核中子数的增加而变大,这种截面的变化趋势可以通过磨损-消融模型定性解释。实验结果同几种常用的截面模型的计算结果进行了对比,包括经验模型和统计模型。所有模型的计算结果都和实验结果在两倍范围内符合得很好。