在众多癌症治疗方法中，质子放疗被认为是最精准的无创治疗手段。华中科技大学联合中国原子能科学研究院主持承担了国家十三五重点研发计划“基于超导回旋加速器的质子放疗装备研发”项目，旨在研发具有一套质子放疗装备，该装置主要由250MeV超导回旋加速器、束流输运线、治疗室及相应的诊断控制系统组成。本文所研究的是诊断系统中的束流损失探测。
　　束流损失探测是整个装置束流诊断系统中重要的一环。对于250MeV质子加速器，机器运行时可能会因各种因素，如轨道畸变、磁铁故障、束流包络过大等，从而产生束流损失。质子束撞击真空室壁后会产生X射线、Gamma射线、中子等放射性粒子，有可能对周围环境和设备造成重大安全隐患。因此，必须设计束流损失监控系统为机器的安全运行提供保障。另一方面，束损探测也为机器调试提供辅助信息。束损探测得到的数据是机器运行参数设定和修正的重要依据，对保证机器的正常、稳定运行有重要意义。
　　本文针对加速器系统的束流损失探测进行了系统性的研究：(1)通过分析计算束流经过传输线上二极铁或者四极铁的损失率，为束流传输线上的束损探测器的安装位置提供了初步依据；(2)使用蒙特卡罗仿真软件GEANT4和FLUKA分别模拟了束流损失发生在不锈钢真空管壁上的次级粒子分布情况及闪烁体探测器探测束流损失的情况，并通过模拟计算，分析了闪烁体上的剂量分布情况及在不同环境条件和角度下，用测量γ光子的探测器进行束损探测可行性；(3)根据计算和模拟结果，给出了束流传输线上束损探头的参考部署方案。
　　本文也通过对EPICS软件工具的研究，建立了典型分布式控制系统，实现了束流损失系统的搭建以及基于串口协议的设备控制。基于EPICS架构，从系统需求出发，对各功能模块进行搭建。其中，对于串口设备，主要从硬件和软件两方面进行分析和设计，通过Asyn和StreamDevice两个软件包搭建串口软件支持模块和应用程序，实现了串口数据在局域网内的数据读取、写入、显示和监控等等。针对束流损失监测设备，在分析其已有数据库文件的基础上，结合实际需求，通过将设备接入至EPICS控制系统，提取有用的数据到数据库中，在操作员控制界面上实现对束流损失监测设备的控制，主要功能包括通道选择、采样信号控制、报警和检测束损类型切换等。