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D-T中子发生器是重要的单能快中子源,在利用D-T中子发生器开展中子物理及中子应用技术的研究中,中子能谱是需要测量的重要数据之一。针对兰州大学正在研制的ZF-400I旋转靶强流D-T反应中子发生器的应用需求,提出了一种采用反冲质子法进行D-T快中子能谱测量的方案,即让D-T快中子轰击聚乙烯膜产生反冲质子,由厚耗尽层金硅面垒探测器Si(Au)测量反冲质子能谱,再通过反冲质子能谱反演来确定D-T中子能谱。采用MCNPX程序对14.0MeV快中在聚乙烯膜上的反冲质子积分产额、平均能谱、微分产额、角分布、不同角度的质子能谱等进行了模拟研究,根据模拟结果,并考虑快中子束直射对Si(Au)造成的损伤及快中子与Si的(n, a)、(n, p)反应对反冲质子能谱测量造成的影响,确定应将探测器放置在与中子束呈450夹角方向,此时的PE厚度应该选择在0.2mm-0.4mm之间。针对如何由所测得的反冲质子能谱反演得到中子能谱这一基本问题,开展了最小二乘法和迭代法两种能谱反演理论和算法的研究,分别给出了两种能谱反演算法方程,并利用Matlab和C++平台开发了相应的能谱反演算法计算机程序。设置了一系列单能中子束轰击聚乙烯膜,采用MCNPX程序模拟了0°和45°方向上出射的反冲质子能谱,确定了探测器的响应矩阵R。根据兰州大学ZF-400I中子发生器的靶结构及初步构想的反冲质子法中子能谱测量系统方案,通过MCNPX模拟,设定了一个入射中子束能谱,同时模拟了0°方向和45°方向的反冲质子谱,并将其数据视为反冲质子测量谱。在此基础上,采用所开发的能谱反演算法计算机程序,开展了两种能谱反演方法的模拟测试。最小二乘法反演测试结果显示,此算法会造成反演能谱的震荡和负值出现,不适合用于反冲质子法D-T中子能谱反演的数据处理,应该剔除；迭代法反演测试结果显示,探测器位于0°方向和45°方向的反演能谱均能较好的与设定的D-T中子谱相符合,证明迭代法是一种比较理想的求解中子能谱的方法。开展了反冲质子法D-T快中子能谱测量系统的初步模拟与设计。采用SRIM模拟了质子在Si中的射程,确定Si(Au)探测器耗尽层厚度应该大于1.61mm,由此确定了探测器型号。采用MCNPX程序,通过对反冲质子法D-T快中子能谱测量系统中粒子输运的模拟,研究了中子准直屏蔽体对中子能谱的影响,并给出了测量系统的探测效率；研究了准直屏蔽体的屏蔽效果,并通过中子与Si(Au)探测器反应产生的质子及α粒子能谱的模拟,完成了中子对Si(Au)探测器损伤及对反冲质子能谱测量影响的初步评估。结果显示,将Si(Au)探测器放置在45°是合理选择,所设计的反冲质子法D-T快中子能谱测量系统能满足中子能谱测量的基本要求。