粒子辐照一直是材料辐照损伤研究领域中的重点内容。到目前为止,人们已经建立了很多关于辐照过程的相关理论并进行了许多实验探究。本文采用固体图样长大的统计理论研究方法,建立了粒子辐照过程的非平衡统计理论模型。此模型中考虑到材料内部的微观结构变化是引起注入粒子穿行速率变化的主要原因,以此为基础,导出了粒子穿行长大速率函数和穿行深度概率密度函数,进而探究辐照过程中缺陷的演变以及缺陷对材料性能的影响。关于空间辐照条件下Kapton薄膜性能的研究一直是近几年的热点问题,故本文中以质子辐照Kapton薄膜为例,根据高能粒子（主要考虑地球内辐射带的质子）与低能粒子不同的作用机理,分别计算出高能质子和低能质子穿行深度概率密度函数,发现高能质子的最概然穿行深度和其相对应的最大概率密度的乘积为一个定值;随着低能质子能量的增加,低能质子的最概然穿行深度和其相对应的最大概率密度的乘积呈阶梯状递减到一定值,并通过对比得知,高能质子和低能质子的能量分界线大约在1 0⁵ e V数量级处;高能入射质子对材料的损伤更大,且电离过程较位移过程快;根据概率密度分布函数,从微观机理角度分析了薄膜内缺陷的演变过程并通过比较穿行深度范围,说明了高能入射时可以只考虑电离过程,低能入射时只考虑位移过程。另外,关于低能离子注入植物种子引起的生物效应研究,也是离子诱变育种领域研究的重点内容。本文结合植物种子内部疏松多孔的微观结构,建立了生物靶模型,并根据低能粒子辐照的非平衡统计理论模型,计算出能量为30 ke V的N^（10）注入到糙米种子内,平均穿行深度的范围为微米量级。在比较了种子内部空洞的大小对穿行深度的影响后我们发现:空洞体积越大,注入N^（10）的穿行深度越大;由于种子内部微观结构的变化,注入离子平均穿行深度在一定范围内浮动。