托卡马克等离子体与装置第一壁材料的相互作用会产生杂质粒子,并通过输运进入芯部等离子体,这会稀释聚变等离子体同时产生大量辐射造成等离子体能量损失,严重威胁装置的运行水平与安全。由于高Z材料(如钼和钨等)具有高熔点以及低溅射率等优点,已成为托卡马克第一壁材料的首选。但是与低Z材料相比,高Z材料产生的杂质会更容易发生聚芯现象,且具有更高的冷却率,因而造成更严重的辐射功率损失。因此研究高Z杂质在等离子体芯部的输运机制以及探索芯部高Z杂质的主动控制至关重要。托卡马克上测量杂质行为的诊断是研究杂质输运的重要途径之一。本文基于EAST新发展的极紫外(EUV)光谱仪开展了一系列研究。首先利用不同绝对标定方法对该谱仪在不同波段进行绝对强度标定,并结合EAST等离子体电子温度和电子密度等测量,发展了快速和高效的高Z杂质浓度计算方法,实现了 EAST放电过程中对高Z杂质浓度的准实时监测,并开展了 EAST高Z杂质的统计定量研究,具体包括:低约束模和高约束模放电条件下高Z杂质浓度随加热功率的变化;低杂波保护限制器从石墨材料升级到钨铜水冷结构前后钨杂质浓度的变化;高Z杂质粒子对辐射和有效电荷数的贡献;钨杂质浓度随ELM频率的变化等。另外,基于EUV谱仪结合其它杂质诊断系统的测量数据,利用一维杂质输运方程,对EAST高Z杂质的输运进行了初步研究。本文利用不同的理论模拟工具对新经典输运和湍流输运这两种能够明显引起杂质输运的物理机制进行了模拟研究,分别利用湍流模型GKW和QuaLiKiz以及新经典输运模型NEO研究了 WEST上以低杂波加热为主低约束模放电条件下的钨杂质芯部输运机制。研究发现峰化的电子密度未导致钨杂质聚芯的原因有两方面:一方面,等离子体自身的环向速度比较小,即使在芯部以新经典输运为主导的位置,钨的峰化仍然比较弱,未达到杂质聚芯的水平;另一方面,在以捕获电子模(TEM)湍流占主导的区域,足够强的扩散避免了钨杂质聚芯。同时,模拟研究发现在r/a=0.5的位置,TEM占主导并且与离子温度梯度模(ITG)共存,峰化的电子密度是由湍流的扩散与对流相互作用导致的。此外,还利用QuaLiKiz和GKW模拟研究了充氮气可以提升等离子体约束的机制,即氮进入等离子体后,通过稀释作用抑制了 ITG模,从而增加了 Ti的梯度,进而提升了Ti,最终引起等离子体约束的改善。