高能微束装置（TR0）可将HIRFL加速器提供的几MeV/u至80 MeV/u的束流聚焦到微米量级和单离子精度，用于对样品进行准确定位和精确剂量（精确至单个离子或给定离子个数）的辐照和分析。该装置采用两台45度的垂直偏转磁铁辅以四极透镜，将重离子束流导向地下室，再用高梯度三组合四极透镜强聚焦在空气中形成微米尺寸束斑，束流沿垂直方向从上向下辐照样品。它目前是世界上能量最高的离子微束装置，可提供的离子束在生物组织中离子LET值范围为30-5000keV/μm，硅器件中的LET值范围为0.2-85 MeV/(mg/cm2)，在各种材料中的射程从几十微米至18.5毫米。
兰州高能微束装置可以开展单离子辐照、单粒子效应定位分析和微区成像（微米至厘米）、单粒子效应百纳米成像、辐照效应材料分析、活细胞在线成像、各种固体和生物样品的微区辐照、离子注入攻击等多学科交叉实验研究，已经广泛和国内外用户合作开展了抗辐射加固、空间辐射生物学、微纳加工和微纳流控、离子束材料改性和离子束分析等研究。
