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在托卡马克装置中,辐射偏滤器运行模式是降低偏滤器靶板热负荷的最有效的方式之一,即主动在偏滤器区域注入杂质,通过杂质与等离子体间的碰撞和电荷交换等过程来降低到达靶板的粒子流和热流。而托卡马克装置中由于磁场几何位形、漂移、粒子输运等因素的影响,杂质对等离子体的影响因杂质注入位置而异,即辐射偏滤器模式中存在着明显的极向不对称性,这种极向不对称性影响着偏滤器脱靶、能流以及粒子流的控制等。因此要想实现稳态高参数的运行,极向不对称性是辐射偏滤器运行模式中需要考虑的关键问题之一。为了更好地理解辐射偏滤器极向不对称性相关的物理机制,本论文首先介绍了偏滤器的相关理论与模型,包括等离子体鞘层理论、“两点”模型、偏滤器三种运行状态以及等离子体中的漂移。接着还介绍了EAST上进行辐射偏滤器实验所需要的硬件条件,包括充气系统和相关的关键物理诊断。EAST在上单零偏滤器位形条件下开展了一系列Ar作为注入杂质的辐射偏滤器极向不对称性实验,比如离子梯度漂移向上时,即反场位形时,Ar分别从上外靶板充气口(UO)与下外靶板(LO)充气口注入的结果比较、充气口为上内靶板(UI)处与上外靶板(UO)处的比较。实验结果显示UO注入下实现了上外靶板电子温度(T_e)为5eV的脱靶反馈控制并获得了较好的芯部约束,从UI、LO注入对芯部的影响都较大,其中UI注入下还容易形成高场侧辐射带;离子梯度漂移向下的正场位形时,对充气口分别位于UI与UO靶板的结果比较,发现UI注入下的大部分Ar离子会在私有区(PFR)内的极向E_r×B漂移作用下输运至外PFR,从而被抽气泵带走,所以这种情况下Ar对等离子体的影响不明显,而刮削层(SOL)内极向E_r×B漂移可能会使得Ar离子远离外靶板而不能有效降低靶板附件T_e。反场位形下,同样研究了Ne注入位置为UO与LO的比较、UI与UO的比较,结果表明Ne从UI、UO注入对等离子体芯部的影响不是很大,UO注入还可以实现T_e脱靶反馈控制,UI注入也可实现内靶板饱和粒子流(j_s)的部分脱靶,LO注入只能一定程度减小UO处T_e。Ar和Ne的实验结果对比则表明其差异主要由Ar、Ne不同的的辐射特性与对材料的不同溅射情况决定。图[41]表[2]参[122]