硼中子俘获治疗是一种将具有肿瘤选择性的含硼药物注入人体，待含硼药物富集在肿瘤组织后，用中子照射肿瘤部位，利用中子与硼发生核反应产生的α粒子，杀死肿瘤细胞的放射性治疗方法。该方法相较于其它放疗方法，具有治疗局域性更好和肿瘤部位剂量更大等特点。硼中子俘获治疗的技术关键是设计开发一种可以放置在医院、安全可靠经济的紧凑型中子源，固定磁场交变梯度(FFAG)加速器可以作为中子源的较好选择。　　本文主要阐述了用于硼中子俘获治疗的紧凑型FFAG加速器的物理设计研究。首先介绍了FFAG加速器的历史发展、现状及特点。然后采用FFAG加速器磁铁的线性简化模型，计算确定了加速器的基本结构参数。再用WINAGILE程序进行了磁聚焦结构的设计和优化，得到了Beta函数、色散函数、包络函数及工作点等物理设计参数。采用MAD程序对设计结果进行了复算，两种程序的计算结果一致。采用ZGOUBI程序进行非线性磁场下粒子追踪。最后采用OPERA程序进行了FFAG磁铁的二维和三维模拟设计，并完成了FFAG加速器注入和引出系统的初步设计。　　目前国内几乎没有完整的FFAG加速器设计方案，本文研究工作有助于开展FFAG加速器相关方面的研究，为基于加速器的中子源提供新的思路，同时为国内建造用于硼中子俘获治疗的FFAG加速器提供参考。