与传统放疗射线(X射线或γ射线)相比，重离子具有独特的倒转深度剂量分布，被公认为21世纪最理想的肿瘤放疗射线。为了满足我国数量日益增长的肿瘤患者的需求，基于兰州重离子研究装置(HIRFL-CSR)多年的运行经验，一台治癌专用加速器装置HITFiL目前已完成设计并正处于建造当中。HITFiL以一台同步加速器做为其主加速器，其设计目标为高紧凑性，高可靠性和低成本。治癌采用碳粒子束，从ECR离子源产生的碳离子经过回旋加速器预加速后注入到同步加速中，在同步加速器中经过进一步加速达到治癌所需能量后慢引出至治癌终端进行肿瘤治疗。　　为达到治癌所需流强要求，本文为HITFiL同步加速器选择了合适的注入方法并为其设计了束流注入累积系统。该系统采用剥离注入方式，剥离注入与单圈注入方式相比能达到较高的注入数增益，而其造价明显低于多圈注入附以电子冷却的注入方式。设计了束流注入和循环轨道，给出了注入相关元件(包括剥离膜、切割磁铁和凸轨磁铁)的详细设计参数。　　本文研究了重离子与剥离膜的相互作用，依此对ACCSIM粒子跟踪模拟程序进行了修改，增加了对重离子的支持，并在此基础上对HITFiL同步加速器的注入过程进行了蒙特卡洛粒子跟踪模拟。通过模拟研究了注入效率、粒子数增益和粒子损失机制，为真空室的设计提供了依据，同时研究了剥离膜对束流品质的影响，得到了束流发射度的增长、中心动量的减少和动量分散的增加，定量给出了发射度-动量分散联合接收度边界。结果表明，当前注入系统达到并超过了预期的粒子数增益，能够累积得到治癌所需的束流强度。　　通过粒子跟踪模拟研究了注入相关的三类参数的变动，包括注入束参数、注入线参数和环参数，对注入效率的影响，并依此对注入参数进行了优化，得到了一组使注入效率达到峰值的注入参数。　　针对HITFiL使用直线加速器作为注入器的升级方案，本文研究了多圈注入方式的可行性，为同步加速器设计了多圈注入系统，给出了相应的设计参数并进行了粒子跟踪模拟，对新的直线注入器提出了束流参数要求。