离子束脉冲有很多实际的应用,诸如重离子束惯性聚变、质子束“快点火”、质子束成像、医疗等。在这些应用中,由于束离子之间强空间电荷互斥力,离子束非中和的弹道聚焦是非常困难的。为了中和离子束的空间电荷,可以选择离子束脉冲在背景等离子体中传输。等离子体电子可以有效的中和离子束空间电荷,同时背景等离子体为也为离子束的聚焦提供了理想的传输介质。本文用2D3V粒子模拟程序PLASIM研究了长脉冲质子束在等离子体中的传输特性,模拟结果表明,等离子体可以明显改善质子束的空间传输特性,大尺度的等离子体相对于等离子体层可以实现较长距离的稳定传输,同时随着质子束的传输,因束电荷的中和,束径向作用力会对束产生箍缩作用。研究发现,在实现长距离传输时,等离子体波会对质子束密度有较大的调制作用,严重影响质子束的传输性质,同时梯度较小的束密度分布可以有效减弱等离子体波的激发,实现束较稳定的传输。作为质子束激发尾波场的应用,最近,Caldwell等人讨论了利用质子束激发尾波场加速电子,同时显示了高能电子的产生。与外部注入电子束不同,我们讨论了利用等离子体密度间断实现等离子体电子的自注入,PLASIM模拟结果显示,密度间断实现了电子的自注入,并且捕获的电子束处于加速相位,同时随着密度间断大小的增大,可以增加等离子体电子的捕获。