本论文包括负离子与原子分子碰撞的单电子双电子脱附实验研究和圆柱体裂变材料相关装置的无损探测方法研究两部分。 负离子与原子分子间的碰撞不但是一种非常重要的物理现象同时也成为一种研究负离子性质的有力工具。碰撞过程中脱附电子的实验数据积累为电子关联理论提供必要的实验依据，同时也为燃烧化学、电离层物理、天文物理和等离子体物理等研究领域提供必要的参数，特别对高功率激光器和强流中性束装置的研制有着重要的应用价值。 本论文利用已经建好的负离子与原子分子碰撞单电子脱附系统包括铯溅射负离子源、同位素分离器、气体碰撞靶室、单粒子探测系统和数据采集系统，采用增长率方法测量了过渡元素Ti-，Cr-和Cu一等负离子和氮气，又系统测量了碳族C一、Sr、Ge-，氧族0一、S一，卤素r、C1-等负离子与氦气，在5—30kev能量范围内的单电子脱附截面。并在单电子脱附实验系统的基础上对其进行改进，搭建出国内第一个负离子与气体原子分子碰撞的双电子脱附实验系统。通过测量H一和氦气碰撞的双电子脱附截面并和JSAUen等人的实验结果进行比较，验证了实验系统和数据处理方法可靠性之后，我们进行了碳族C一、Sr、Ge-，氧族O一、S一，卤素r、C1-等负离子与氦气在5一15kev碰撞的双电子脱附截面实验测量。 本论文观察到了5—30kev能量范围内C一，Sr，F一，0一等负离子与氦气碰撞过程中单电子脱附截面有极大值。5—30kev能量范围的碳族，氧族和卤素其他负离子与氦气碰撞单电子脱附截面数据和5一15keV能量范围的双电子脱附截面，就目前我们所知，在此能区这些负离子截面数据尚没有报道。 我们实验装置的一个主要特点是在实验中利用周期性变化的方波电压信号驱动一500V的脉冲电源对偏转电场进行调制，并采用逻辑时序脉冲控制数据获取系统，只用一个单粒子探测器在单电子脱附实验中分别探测负离子和中性原子，在双电子脱附实验中分别探测正离子和负离子。这样的测量方法避免了采用多个探测器同时探测时由于不同探测效率而引入的误差。因此，与国际上用多个探测器进行测量的实验小组相比，我们的实验误差较小。 本论文另一工作是圆柱体裂变材料相关装置的无损探测干。通过对圆柱体裂变材料的几何分析，获得了圆柱体全空间的自吸收修正因子的分析表达式。在田东风，陆福全等人的工作基础上，通过从不同方向上对圆柱体裂变材料235U所发出的y特征谱的强度测量，考虑到裂变材料自身在不同方向上对y射线的吸收，反解圆柱体裂变材料235U本身的几何信息。这一研究对有关核材料的监控、核查等安全保障技术有重要的应用价值。