质量是原子核的基本性质，反映了核内强相互作用、电磁相互作用和弱相互作用的结果。精确的质量数据对于理解原子核结构和天体环境中的核过程具有重要意义。依托重离子冷却储存环，我们利用肖特基和等时性质量谱学技术测量了中重缺中子原子核的质量，研究了天体X射线暴中的关键核反应路径。在德国亥姆霍兹重离子研究中心，利用能量为615MeV/u的152Sm62+初级束流轰击21.6毫米厚(4g/cm2)的铍靶，发生弹核碎裂反应产生短寿命缺中子核素。反应产物经碎片分离器FRS筛选后注入到储存环ESR中，ESR上的电子冷却装置在几秒钟之内将离子的速度分散将到1.2×107量级。利用肖特基质量谱仪测量了离子在ESR中的回旋时间，鉴别出了311种核素。实验测量发现离子的回旋频率除了和离子的质荷比有关，还和离子的电荷态相关。基于这个发现，发展了一种新的质量刻度方法，最大程度地降低了质量刻度的系统误差。实验获得的质量精度σm/m～1.8×107，首次测量了9个核素的质量值(114I,122,123La,124,125Ce,127Pr,129Nd,132Pm,134Sm,137Eu)。实验结果的物理分析还在进行中。在兰州重离子加速器实验室，利用能量为467MeV/u的58Ni19+初级束流轰击铍靶产生了短寿命缺中子核素，反应产物经过放射性束流线RIBLL2筛选后注入等时性设置的储存环CSRe中，测量了离子在储存环中的回旋周期。CSRe二极磁铁磁场的晃动是影响测量精度的主要因素。我们发展了一种新的数据分析方法，在不丢失离子数统计的情况下，最大程度地降低了磁场晃动对离子回旋时间的影响。实验首次测量了Tz=3/2系列5个核素的质量值(43V,47Mn,49Fe,53Ni,55Cu)，提高了45Cr核素的质量精度。基于实验数据，特别是精确测定的45Cr的质量，我们研究了在X射线暴环境中快速质子俘获过程中的关键核反应路径。一维X射线暴模型计算表明，可能发生的Ca-Sc循环反应强烈地影响X射线暴的光度曲线形状和燃烧灰烬成分的元素分布。原有的45Cr质量数据误差很大，导致理论计算的Ca-Sc循环反应流强度存在两个数量级的不确定性。利用我们测量的45Cr精确质量值，排除了X射线暴中发生强Ca-Sc循环反应的可能性，消除了X射线暴模型中的这个重要不确定性。