在高能密度物理领域里，带电粒子与高密度等离子体相互作用是最重要的基础物理问题之一。离子束与高密度物质相互作用研究不仅能够揭示高能密度物理的一些基础问题，而且在很多领域有着重要的应用，如惯性约束聚变中的离子束加热、重离子束驱动惯性约束聚变以及天体物理等。近年来随着高能密度物质研究领域的兴起，采用激光驱动产生的高能强流质子束轰击固体靶材产生温稠密物质的方法，成为了研究高能密度物理的一个重要手段之一。激光驱动产生的高能强流质子束的能量通常从几百个eV到几十MeV，束流持续时间通常为几个ps到数十ps。当质子束轰击到固体靶时，其能量沉积发生在皮秒量级的时间内，在这段时间内靶的体积和密度并不发生变化，是一个等容加热过程。实验表明，在此过程中固体靶中的电子可以被加热到数eV到20 eV，从而形成温稠密状态。激光驱动产生的高能强流质子束不仅可以用于温稠密物质研究，还有希望用于惯性约束聚变中的快点火等，具有重要的研究意义。　　基于量子流体(QHD)模型，本文研究了高能量质子以及强流质子束与固体靶相互作用，本文首先给出了存在有限温度和交换关联效应时QHD中压强项的一般形式;基于FCT(Flux-Corrected-Transport)方法，首次实现了一维直角坐标和两维柱坐标下非线性QHD模型的算法和程序;利用该程序，分别研究了单质子、质子团簇和质子束三种情形下的，束质子在靶中间产生尾流场并被阻止，同时冷固体靶被加热到温稠密物态的过程。本文结构安排如下:　　第一章首先阐述了离子束驱动高能密度物理的研究背景以及研究进展情况，进而提出本文的研究目的。　　第二章描述了QHD模型及其求解方法，给出了QHD的推导过程，考虑有限温度和交换关联效应的QHD压强项的一般形式。　　第三章采用线性化的量子流体模型研究了单质子与三维非理想有限温度电子气相互作用，计算了量子电子气的统计压强、电子间的碰撞频率、电子密度分布、尾流电势和能量损失。观测到了量子效应如何改变质子与背景电子气的相互作用过程。与理想电子气相比较，非理想电子气的密度、尾流势和阻止本领更加依赖于温度，这是因为非理想电子气考虑了电子间的内部相互作用，因此这个内部相互作用是值得考虑的。当温度升高时，阻止本领的峰值往更高的质子速度移动，并且尾流电势关于质子的位置趋于空间上对称。　　第四章采用非线性量子流体模型研究了单个质子与一维量子电子气的相互作用;其中采用FCT算法数值求解了非线性量子流体方程，计算了电子密度，尾流电势和阻止本领。结果说明非线性效应显著影响电子气密度、尾流电势及阻止本领。在运动坐标系中，线性与非线性尾流势的比较表明，非线性尾流势较大且振动更明显。对于固定的质子速度，随着温度增加尾流场衰减的更快，原因是电子热速度也增加。对于固定的电子气温度，质子速度的增加会加强尾流场，因为质子速度增加时电子的热速度可以忽略，但是质子速度增加到一定值时，入射质子没有足够时间与电子相互作用，从而导致尾流场消失。　　第五章采用柱坐标系下的二维量子流体模型研究了质子团簇与固体靶的相互作用以及等容加热靶材，从而形成温稠密物态的过程。首先考虑了不同团簇能量对电子集体运动和物态的影响，计算了不同时刻的电子密度和温度的空间分布。其次考虑了不同团簇大小对电子密度和温度分布的影响。重要的是，在靶物质的轴中心加热区域，出现几乎均匀的温度分布，达到了几个eV，结果说明在皮秒时间尺度内质子束在固体铝靶中可以产生温稠密物质。　　第六章采用二维量子流体模型研究了强流质子束与固体靶相互作用以及等容加热冷固体靶的过程，考虑了能量为Eb(1.5-10 MeV)、强度为Ⅳ(7.9×108)，脉冲时间为10ps的质子束与固体铝靶作用形成温稠密物质的过程。结果说明，质子束的大部分能量沉积在束-靶相互作用表面附近很薄（几个μ m）的区域内。冷电子在强流质子束的作用下，通过集体激发，在几个皮秒时间内达到5 eV的温度，达到了温稠密物态。结果还表明，靶离子对结果的贡献很小，几乎等效于不动背景离子晶格，是一个典型的等容加热过程。