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近年来,高能量密度物理一直是研究的热点,也包括对惯性约束聚变（Inertial Confinement Fusion,ICF）物理过程涉及的靶丸压缩的研究。其中一个重要研究是对高能量密度物质（High Energy Density Materials,HEDM）进行诊断。高能电子成像技术（High Energy Electron Radiography,HEER）利用能量在Me V量级的高束流品质的电子束对靶物质进行透射成像,因其在空间和时间上的具有较好的分辨能力,同时对靶物质的材料密度敏感被作为HEDM的诊断工具提出。根据国内目前最新的实验研究成果表明HEER可以用于诊断高能量密度物质,但传统的HEER获取的是二维图像,不能准确地呈现样本的三维结构。为进一步拓宽HEER的应用领域,中国科学院近代物理研究所首次将高能电子成像与三维重建算法相结合,提出高能电子三维成像技术（Three-Dimensional High Energy Electron Radiography,TDHEER）来实现物体三维重建。三维重建算法的核心应用是计算机断层扫描技术,可以分为解析和迭代算法两大类。解析算法主要用于投影数据集是完备的情况下,主要代表算法是滤波反投影（Filtering Back Projection,FBP）算法。迭代类方法则适用于欠采样投影数据下,基础算法是代数重建技术（Algebraic Reconstruction Technique,ART）,但计算繁重且耗时长。联合代数重建技术（Simultaneous Iterative Reconstruction Technique,SART）是ART的提升技术,在不改变重建图像质量的情况下能够较大程度上缩短重建时间。在本论文中,首先进行仿真实验,将FBP、ART、SART三种算法用于180度下的投影数据的重建,三种算法都重建出样品的三维切片,验证了TDHEER的可行性。比较三者的重建效果发现,相对于FBP算法,ART和SART算法重建结果的边缘信息保真度高,伪影减少。ART和SART的重建效果大体相同,但比较质量评价标准SART重建后的质量最佳。为进一步验证TDHEER的可行性展开了实际实验,首先验证180度下的重建,三种算法的实际重建效果与仿真实验结果相吻合。样品在x、y、z三个方向上的不同重建切片图像清晰地显示了样品的详细结构。为了在获得高质量重建图像的同时花费更少的重建时间,实验中三种算法分别重建了采样间隔3度、5度和10度下的投影数据。由于36幅二维HEER图像不满足Nyquist采样理论,因此未采用FBP算法。以FBP重建180幅投影图像的结果作为参考标准,比较ART和SART算法的结果,SART算法重建的图像更接近于原始图像。通过对18幅图像的测试,发现ART和SART的结果都有大量的伪影,但SART算法的重建时间更短。随着投影图像的减少,重建图像中发现的伪影越多。因此,将SART算法与36幅HEER投影图像相结合,既能获得高质量的重建图像,又节省时间。通过实验,结果表明:在全投影和稀疏投影数据下,就图像质量而言SART的重建结果更好。高能电子三维重建技术的首次实验结果证明了将高能电子成像与三维重建算法结合能够实现对物质进行三维重建,进而实现对物质的诊断,拓宽了HEER在中尺度科学中的应用。同时迭代算法在高能电子三维成像的应用研究为解决投影数据不足情况下的成像应用提供了新的思路和方法,为后续实验改进提供基础。