放射治疗肿瘤是利用各种放射线所携带的能量及其生物效应治疗肿瘤的一种方法。论文简要介绍了癌症的危害性和目前基本的治疗方法，回顾了国际上放射治疗肿瘤的发展历程和近年来的新动向，说明了国内放射治疗肿瘤工作的现状以及近几年的发展。为了促进国内癌症治疗的进一步发展，研究设计了国内第一台离子治癌专用装置。它由一台注入器(回旋加速器)、一台主加速器(同步加速器)和若干治疗终端组成，能够把质子束加速到250MeV或者把碳离子束加速到430MeV/u，用于治疗人体内任意深度的肿瘤。　　 论文的重点是同步加速器的磁聚焦结构、注入和引出系统的设计。　　 商业化运行的治癌专用离子同步加速器通常采用紧凑性结构，要求操作简单，运行稳定可靠。论文根据治癌专用离子同步加速器的这些要求，研究设计了磁聚焦结构。　　 由于直线加速器的高流强特性，目前已有的国外离子治癌专用装置，几乎全部使用直线加速器作为同步加速器的注入器，同时采用多圈注入方式。考虑到直线加速器高的投入，借鉴大科学工程CSR束流累积的经验，论文以回旋加速器为注入器，采用剥离注入模式设计了治癌同步加速器的注入系统。另外，还对剥离注入期间离子束发射度、动量分散等参数的变化进行了较为详细的研究。　　 离子束治癌一般要求小剂量连续照射(1—10s)，因此治癌专用离子同步加速器均采用三阶共振引出方式。论文详细阐述了三阶共振引出的基本理论与设计方法，在此基础上设计了离子束引出系统。通过磁聚焦结构、注入及弓l出设计的整体优化，提出了磁铁好场区和真空室孔径的参数。　　 最后，论文对慢引出的两种激发方式进行了理论探讨，并对纵向激发元件——磁电感应器(Betatron—core)的电流、阻抗和电压等参数的变化，以及电源纹波对引出束均匀性的影响进行了较为详细的分析计算。