本论文介绍了在EAST超导托卡马克上偏滤器探针诊断系统及快动探针诊断系统的研制和应用该系统测量边界等离子体参数,同时进行了EAST的一些偏滤器及边界旋转的研究工作。主要的论文工作概括如下:　　 在EAST上参加研制并建设了偏滤器探针诊断系统。重新设计的偏滤器探针头组件能嵌入到石墨瓦-铜热沉结构靶板内,同时增加了探针的数量,使其覆盖上下偏滤器内外靶板。球冠型探针石墨头结构,使得探针可以在任意磁场方向和等离子体电流方向下使用。该系统可以连续监测偏滤器靶板上的等离子体参数变化,成为偏滤器实验不可或缺的诊断。　　 在EAST上参加研制并建设了快速往复式探针诊断系统。该系统包含两台快速往复式探针,分别安装在A和E的水平窗口上,相互之间成89°夹角,可以测量外中平面的边界区域的等离子体参数。每台探针都具有相同的两级驱动结构:快动和慢动驱动。快动驱动由伺服电机系统驱动,使得探针可以水平运动50cm到达EAST托卡马克等离子体的边界区域。在快速往复式探针系统中设计并使用了探针头快卸机构,缩短更换探针头所需要的时间。　　 使用探针诊断系统进行了初步的实验研究和分析。在偏滤器不对称性的试验中发现,在双零偏滤器放电是的内外偏滤器不对称性要比单零偏滤器放电要大。这种现象的主导机制可能是由Bailooning-like输运驱动的SOL平行流造成的。由于双零放电中存在上下X点的,导致高场侧和低场侧的SOL不再连接,使得Ballooning-like输运驱动的SOL平行流不能到达偏滤器的内靶板。在磁场反向对偏滤器等离子体的影响的试验中发现,在B×▽B方向偏滤器的功率和粒子通量都得到加强。　　 在EAST欧姆放电的条件下使用了马赫探针测量了大量的环向离子速度Vt在约束区域内4cm到SOL区。在磁分离面内约1cm的地方,观测到环向离子速度Vt有一个局域最小值,从这里与等离子体电流同向的环向旋转开始往等离子体往中心区域和磁分离面方向增加。环向离子速度Vt的凹陷径向宽度约为1～2cm,与径向电场剪切结构的位置相同,密度和等离子体温度分布在这里非常陡峭。在限制器和偏滤器等离子体中都观测到了这个剪切结构。相似的剪切结构也在ASDEX-U[6]和DⅢ-D[4]托卡马克H-mode等离子体中观测。在实验中环向速度约为20 km/s,和ASDEX-U和DⅢ-D托卡马克H-mode下测量的速度处于同一水平,这就意味着这个结构并不是H-mode所特有。为了理解Vt剪切结构如何形成,用测量的参数估算了中性粒子摩擦力、新经典黏滞性、湍流雷诺协强、碰撞垂直剪切黏滞性、离子轨道损失等造成环向力矩。结果显示,在特定的参数状态下中性粒子摩擦力是主要的阻尼力。计算得到的与等离子体电流同向的环向力矩由新经典黏滞性主导,远超过来自湍流雷诺协强、碰撞垂直剪切黏滞性、离子轨道损失。这个结果可能对理解托卡马克上自发环向动量的边界条件非常重要。　　 在EAST实验中进行了测量外中平面SOL平行流的实验中,随着等离子体密度的提高,实验测量的马赫数M||也随之降低。对比在各种等离子体条件下计算得到的Pfirsch-Schlüter流产生马赫数和在EAST外中平面测量的平行马赫数M||,发现他们的值非常吻合。无论是在磁场正场还反场的条件下是平行流的方向和等离子体电流的方向都是一致的。　　 作为:EAST托卡马克装置重要的等离子体边界和偏滤器诊断设备,中平面快速探针系统和偏滤器探针系统的研制为EAST今后进一步开展深入的边界和偏滤器物理研究打下了良好基础。