作为诊断高能量密度物质的备选方法之一,高能电子成像(HEER)技术近年来已成为该领域研究的热点课题。为了实现对强流重离子装置上的高能量密度物理研究的诊断,中科院近代物理研究所决定建设国际上首个HEER实验专用平台。该平台的核心是一台电子直线加速器(LINAC),其特色是包含有两个不同类型的电子枪——热阴极微波电子枪和光阴极微波电子枪,其中热阴极工作模式用于静态厚靶物质诊断研究而光阴极工作模式用于4D动态成像研究。论文采用ASTRA、Elegant和GPT等软件对两种注入模式下的电子加速器束流动力学进行模拟和优化,完成了用于HEER研究的电子直线加速器的设计和束流动力学分析。基于热阴极的LINAC由热阴极微波电子枪、α磁铁和行波加速管等元件组成,其设计目标是产生强流、低能散和短脉冲电子束。作为脉冲长度压缩和能量筛选的关键元件,论文对α磁铁设计、模型磁场分布和测磁结果分别进行了分析,对空间电荷力作用下的电子束在三维α磁铁模型中的传输进行了模拟,并对束流进入角度进行了优化以减弱镜板开孔引起的磁场畸变对束流传输的影响。模拟分析了强流电子束在α磁铁中的传输过程以及多束团传输时束流之间相互作用,利用四极磁铁对进入α磁铁的束流进行匹配以优化α磁铁出口束流参数。在α磁铁束流传输研究的基础上,对热阴极注入模式下LINAC的设计和束流动力学进行了研究,对LINAC进行了参数优化。此外,对束流在电子枪出口到加速管入口的传输段中的空间电荷效应进行了分析,对LINAC参数进一步进行了优化。经过优化后,该LINAC可以提供能量约50 MeV,束团电荷量达到150 pC,能散低至0.085%的短脉冲电子束。对LINAC进行了初步调试,初步验证了设计的合理性。最后,对光阴极注入模式下LINAC的设计进行了初步研究。对两种不同纵向分布的激光束下的LINAC参数分别进行了模拟与优化,对比分析了不同激光束下束流的特点。在该LINAC中提出使用双发射度补偿线圈的方式进一步优化束流发射度。在平顶激光束的模拟中发现,当束团电荷量为0.4 nC时可以获得能散为0.08%、发射度为0.88πmm?mrad的电子束,可以用于薄靶诊断时空间分辨能力提高的研究。