随着核科学技术的发展,中子物理与中子应用技术的研究与应用也越来越广泛。基于~2H（d,n）~3He（D-D）和~3H（d,n）~4He（D-T）反应的加速器中子源以其在低能D束流条件下产生较高产额准单能快中子的特点,在中子基础物理研究、中子应用技术领域具有重要的应用价值。近年来,兰州大学成功研制了紧凑型D-D中子发生器,具有中子产额高、单色性好、小型化、可控等优点,在中子成像、中子活化分析等技术领域有着重要的应用价值。紧凑型D-D中子发生器采用直流氘束轰击自注入氘靶运行模式,发生D（d,n）~3He反应,产生非脉冲化的快中子。为了准确地评价紧凑型D-D中子发生器的中子学特性分布,本论文开展基于核反冲法的中子能谱反演算法研究,通过对比分析优选中子能谱反演算法,进一步开展紧凑型D-D中子发生器中子学特性的实验测量,评价给出紧凑型D-D中子发生器的中子辐射场分布。本工作选用富氢闪烁体探测器,开展基于核反冲法的中子能谱反演算法研究。根据核反冲法的中子能谱反演理论,建立了直接解法（最小二乘法、LU分解法、QR分解法）、迭代算法（GRAVEL迭代算法、MLEM迭代算法、GOLD及Boosted-GOLD迭代算法、Direct-D迭代算法、Probability迭代算法、R-L及其衍生算法）以及人工智能算法（粒子群算法、BP神经网络算法）等11种中子能谱解谱算法。通过模拟反演2.5 Me V的D-D单能中子谱、具有高斯分布的D-D中子谱、252Cf裂变中子谱、Am-Be中子谱,验证了反演算法的科学性与可靠性,优选推荐基于迭代算法的中子能谱解谱算法作为主要方法。鉴于迭代算法如何达到收敛的问题,本工作提出采用均方误差（MSE）和迭代指标函数J（k）作为最佳迭代次数的判定条件,通过模拟计算以上四种中子谱在不同算法中MSE值和迭代指标函数J（k）随迭代次数的变化关系,得到了最佳迭代次数和最小MSE值,确定了迭代算法的收敛条件。本工作基于EJ309液体闪烁体探测器和SY塑料闪烁体探测器搭建了快中子能谱测量谱仪,采用PSD（PSD,Pulse Shape Discrimination）方法实现了中子、伽马信号的甄别（n-γ甄别）。基于以上六种迭代算法（GRAVEL迭代算法、MLEM迭代算法、GOLD及Boosted-GOLD迭代算法、Direct-D迭代算法、Probability迭代算法、R-L及其衍生算法）,本工作完成了典型的D-D准单能中子能谱实验测量工作。相比于其它迭代算法,基于GRAVEL迭代算法反演得到的D-D中子发生器90°方向的中子能谱能够较好地与理论评价计算的D-D准单能中子能谱符合一致。经讨论分析,推荐GRAVEL迭代算法作为后续紧凑型D-D中子发生器中子学特性实验测量的优选方法。基于已开发的GRAVEL迭代中子能谱反演算法,本工作分别采用EJ309液闪探测器和SY塑闪探测器完成了紧凑型D-D中子发生器中子能谱、中子通量角分布实验测量工作,给出了30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°这9个中子出射角上的中子能谱分布和中子通量角分布。此外,将TARGET程序计算的厚靶D-D反应加速器中子源中子学特性参数输入MCNP程序,模拟计算得到了紧凑型D-D中子发生器中子辐射场分布。通过实验测量结果与理论模拟结果对比,本工作评价给出了紧凑型D-D中子发生器的中子辐射场分布,为紧凑型D-D中子发生器在中子物理、中子应用技术领域的应用提供了可靠的源项数据和技术支持。