Z箍缩驱动的惯性约束聚变(ICF)基本原理为,利用大电流装置驱动丝阵内爆产生超强软X光辐射,X光能量驱动靶丸内爆,填充在靶丸内部的热核燃料发生聚变反应,释放巨大能量。Z箍缩驱动的惯性约束聚变有望为人们提供清洁,安全,可持续的能源。因此近年来Z箍缩ICF研究成为国际上的热点。中国积极发展Z箍缩驱动的惯性约束聚变研究,在驱动器建造,聚变靶丸研制,Z箍缩物理研究,Z箍缩实验诊断等方面均取得重要进展。实现Z箍缩驱动的ICF,黑腔构型设计及相关物理研究是关键问题之一。动态黑腔由于辐射温度高成为研究的热点,动态黑腔构型下,辐射场对称性研究是关键问题之一。靶丸内爆压缩过程赤道和两极的形变情况可以直观反映黑腔辐射场对称性。X射线背光照相技术可以直观地给出靶丸压缩过程的图像,根据实验结果计算靶丸扭曲变形程度(靶丸压缩不对称性),研究黑腔辐射场对称性,美国圣地亚实验室Z-beamlet背光照相装置正是为了这一目标而建造。中国目前还没有成熟的背光照相系统用于Z箍缩辐射场对称性诊断。核物理与化学研究所正在筹建基于汤姆逊散射方式的背光照相系统,用于靶丸内爆过程研究,但是该方法技术难度大,系统研制周期长。因此急需发展一套小型化的X射线背光照相系统,获取靶丸内爆压缩过程的图像,开展Z箍缩黑腔辐射场对称性研究。本论文的主要工作是研制一套连续辐射背光照相系统,该系统基于“聚龙一号”装置设计,实现对Z箍缩靶丸内爆压缩过程进行二分幅照相。采用蒙卡模拟计算和理论分析的方法对系统的基本性能进行评估。在实验室开展钨丝背光照相实验,验证背光照相系统的基本性能。最后对背光照相系统的动态成像能力进行评估。背光照相系统由四个模块组成,分别是背光源模块,闪烁体模块,光学模块,记录模块,四个模块由整个系统的基本性能(灵敏度,空间分辨,时间分辨)在物理上紧密联系在一起。背光照相的基本原理是背光源X射线照射靶丸,闪烁体将透过靶丸的硬X射线转换为可见光荧光,荧光图像通过光学模块收集、传输、最后由ICCD进行成像。背光源由脉冲X光机提供,靶丸内爆压缩时间只有几个ns,而X射线脉冲半宽度约20ns,这为二分幅照相功能的实现提供有力基础。X光机焦点尺寸1mm,X射线强度约108cm-2,而靶丸的尺寸也在mm量级,并且“聚龙一号”装置Z箍缩实验产生大量高能光子,这给背光照相系统的设计带来巨大挑战。基于MCNP和MATLAB软件开发背光照相系统模拟程序,模拟计算获得靶丸的背光图像,并研究X光机焦点,几何布局(背光源、靶丸、闪烁体三者之间的相对距离)等参数对靶丸背光图像的影响。采用理论分析和模拟计算的方法研究表明,系统的灵敏度主要受几何布局,闪烁体种类,透镜收光半角的影响。系统空间分辨主要由X光机焦点尺寸,闪烁体厚度,光学模块空间分辨,ICCD的空间分辨决定。系统的时间分辨主要由闪烁体发光衰减时间,ICCD的门控卡阈时间决定。采用理论分析,实验研究,模拟计算相结合的方法,优化设计系统几何布局,选取合适的闪烁体,设计合理的光路布局,完成背光照相系统设计。理论计算结果表明,系统的空间分辨约为240μm,时间分辨约为2ns。通过光学模块的透射光路和反射光路将光路分成两路,再利用ICCD的门控卡阈功能实现二分幅照相。开展“聚龙一号”装置高能光子本底测量工作,获得高能光子的强度和脉冲波形等关键参数,高能光子本底主要来源于箍缩区,高能光子强度比背光源X射线高几十倍,高能光子的脉冲波形滞后于软X光辐射几个ns,实验结果表明高能光子给背光照相系统带来严重本底。高能光子本底主要影响背光照相系统的闪烁体模块和记录单元。对于背光照相系统视野外的高能光子本底,采用3cm厚度的铅材料进行屏蔽,可将高能光子本底降低到可忽略的水平。对于背光照相系统视野内的高能光子本底,采用时间选通法进行降低。背光照相系统研制完成后,在实验室开展钨丝背光照相实验。采用EJ256闪烁体,背光照相系统可以对直径为250μm的钨丝清晰成像,对钨丝背光图像进行数学方法处理,获得背光照相系统的空间分辨约为235μm。根据钨丝背光图像的灰度值,结合“聚龙一号”装置高能光子本底测量结果,对背光照相系统的信噪比进行评估,给出背光照相系统两幅图像拍照时刻的设定方法,最大限度地避开高能光子本底,系统的信噪比约为 7.4。开展背光照相系统的动态成像能力评估工作,模拟计算设定靶丸压缩过程三个不同时刻的图像,给出靶丸图像边界可分辨的判据,并给出计算压缩不对称性的方法。模拟计算多层靶(针对60MA大电流装置设计)的背光图像,结合钨丝背光图像实验结果,分析背光照相系统对多层靶的分辨能力。本论文成功研制二分幅连续辐射背光照相系统,并在实验室开展钨丝背光照相实验,获得有价值的数据。本论文的研究工作为Z箍缩黑腔辐射场对称性诊断提供技术储备,促进Z箍缩诊断技术的发展。