远离β稳定线原子核的β衰变是核结构以及弱相互作用研究的一种很好的手段。对于非常丰中子的核来说，缓发中子发射是一种主要的衰变模式。通过对β缓发中子和缓发γ的探测，可以得到母核的半衰期，β缓发中子的能量和分支比，缓发γ的能量和分支比，以及子核的高激发态能级等很多核结构的信息。通过与壳模型计算的结果相比较，可以提取相关的核结构信息，预言远离β稳定线的不稳定核的性质。截止目前，许多核物理实验组已经测量了部分轻丰中子核的β衰变，如GANIL已经测量了49,50,51,52,53K，34,35Al，32Mg:RIKEN已经测量了19C，17B，14Be；MSU已经测量了23O，18,19,20N，17,18C，15B。本论文主要介绍我们对18N和21N的β衰变研究的结果，以及相关的中子探测器升级的过程和结果。 我们实验组研制了一套β缓发中子探测阵列，包括中子球和中子墙两部分。18N的β衰变实验是利用这套探测阵列做的第一次束流实验。18N是一个很多实验组都已研究过的丰中子核，我们的实验也得到了一些新的物理结果，丰富了18N和18O的核结构信息。本论文中主要讲述作者本人负责处理的中子球的实验结果。中子球共测量到了九群中子。能量为3.78±0.05MeV，分支比为0.05±0.03％的中子是中子球新发现的一群中子。这群中子对应于子核18O的高激发态能级为12.05±0.05MeV。经过计算，得到这群中子跃迁的log(ft)值为5.24±0.3，再加上别人已经报道的电子散射的结果，最终确定了18O这个高激发态能级的Jπ值为1-。其他八群中子与中子墙的结果和前人的结果一致。综合18N的β衰变的各种实验数据，用OXBASH模型进行了系统的理论分析。 束流实验结束后，针对我们的中子探测阵列存在的效率偏低、阈值偏高的缺点，对中子探测阵列进行了一系列的升级改造。升级过程主要包括光传输的改进和光收集的改进两个方面。光传输方面，更换了闪烁体的包装材料及光导与光电倍增管之间的耦合材料；光收集方面，更换了光电倍增管，增加了时间放大器，仔细调节了电子学的阈值。另外，还改进了探测器的支架等。最新的束流测试数据表明，升级后探测阵列的探测效率提高到了30％左右(En=2MeV时)，探测阈值降到了200keV以下，达到了国际上同类型探测器的先进水平。 21N的β衰变实验，是利用升级后的中子探测阵列做的第一次束流实验。21N已经接近氮同位素的滴线，是一个非常丰中子的核。在我们的实验之前，仅有半衰期、缓发中子总分支比、子核的束缚态能级等少量实验信息。我们的实验，第一次测量得到了21N的β缓发中子和缓发γ谱，构建了21O的能级纲图，得到21N经β衰变后，布居在21O，20O的激发态能级及相应的分支比，并且与OXBASH模型的理论计算结果做了对比。主要的物理结果有：得到了21N的半衰期值为83.8±2.1ms；测量到了13群β缓发中子，能量范围为0.28-4.98MeV，总分支比为88.7±4.2％；在21O的激发态中，测量到一个能量为1222keV的γ跃迁，跃迁强度为3.5±0.4％；在20O的激发态中，鉴别出四个γ跃迁，能量分别为1674、2397、2780和3175keV；21N不存在显著的缓发双中子发射。