重粒子碰撞过程广泛存在于天体物理和实验室等离子体环境中，对离子电离平衡和能量输运都有重要影响，但由于碰撞过程涉及多体、多中心问题，仍是原子分子物理的热点和前沿。本文首先回顾了该领域的发展过程，并对目前采用的各种理论方法进行了简单的介绍，重点介绍了本论文研究的经典径迹蒙特卡罗（Classical Trajectory Monte Carlo，简称CTMC）方法，利用此方法计算了中高能区的Si²⁺离子与氢原子碰撞电离过程，得到了出射电子随能量和角度变化的一阶、二阶微分截面和总截面，分析了软碰撞、电子转移到入射离子连续态、两体相遇碰撞等电离机制。但由于靶电子的微正则分布与量子分布有很大不同，在计算离子与He靶碰撞时发现结果与实验差距很大，我们基于使用多个系统总能量U值，对初始电子的微正则分布进行了优化，使其更接近于量子力学的径向空间分布，然后计算了O³⁺与氦原子随入射离子能量变化的各种反应过程截面，发现优化极大地提高了计算精度，特别是我们的模型对于描述单电子、双电子丢失过程非常成功。本论文的四至六章较详细地介绍了多通道Landau-Zener（MCLZ）方法，明确了此方法的适用范围。利用该方法，我们计算了中低能区H₂⁺+H^-、H₃⁺+H^-、Si⁺+H^-碰撞的中性化过程。计算了电子俘获到末态的单重态、三重态的分截面，分析了电子俘获到不同末态分截面对总截面的影响，并与实验进行了比较，对比表明我们的计算结果还是令人满意的。