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未来装置ITER和DEMO将面临的挑战之一是如何将由等离子体芯部穿过最外闭合磁面(LCFS)输运至等离子体边界（刮削层）的大量热流降低至现有工程技术所制备的偏滤器靶板材料所能承受的阈值之内。目前看来，在这些装置的运行中，杂质注入辐射冷却将是必须的。在此基础上，采用先进磁面位型能够进一步帮助解决这一挑战。 本论文的工作框架包括两个装置上的两种实验。一是在ASDEX Upgrade的H-模等离子体中注入不同量的氩气，以得到偏滤器等离子体状态在一定范围内变化。二是在EAST装置的L-模等离子体条件下，改变磁位型（先进位型），并在每个位型阶段注入等量的氩气。通过这两个实验，这项论文工作致力向聚变界提供氩气杂质在不同等离子体条件（L-/H-模等离子体，单/双零磁位型）下，在辐射冷却方面的表现以及背后相应的物理解释，并在此基础上来评估氩气是否能有效的在ITER等离子体中一定程度上受控地进行辐射散热。 在ASDEX Upgrade装置上，一组有不同氩气注入速率的实验显示芯部的氩浓度随着注入速率的增加而增加。相应的，在LCFS以内，等离子的总辐射功率也随着注入速率而增加。不过，尽管最外闭合磁面内的辐射增加，等离子体性能却依然良好，H98保持在1.0.最鼓舞人心的发现是，偏滤器对氩杂质的增益，也就是偏滤器区氩离子浓度与芯部氩离子浓度之比，一直都大于1.0，并且随着氩气注入速率的增加而增加。这表明，偏滤器对氩杂质有约束作用，并且该约束力度随着氩注入通量而增加。在实验之后，我们用了模拟工具对该实验进行了细致的模拟。而模拟重现了实验中观察到的结果。模拟进一步显示，在增加氩气注入速率的过程中，内偏滤器靶板进入深度脱靶状态。而随着内靶板脱靶的实现，观察到的现象与脱靶前不同。在脱靶之前，氩在偏滤器区和在LCFS之内的浓度均随着注入速率而增加。在脱靶之后，偏滤器区氩离子浓度持续上升，而在LCFS之内则趋于平稳。分析表明这可能有两个原因:一是中平面处中性氩粒子的电离自由程减少，二是氩杂质与氘离子之间的碰撞边频繁，从而氩离子感受到的来自氘离子的摩擦力增加。这一摩擦力方向与氘离子流方向一致，即指向偏滤器靶板。 在EAST上，论文工作研究的重点是探索氩气注入在单零和双零磁面位型下的表现。实验发现，靶板的峰值热流和总沉积功率随着氩气的注入而降低，降幅在下单零位（即氩气从X-point下游注入）型最大，尽管测量计算所得的主等离子体区的辐射在该位型下最低而在上单零位型下（即氩气从X-point上游注入）最高。不过就氢气注入前后主等离子体的辐射以及芯部Zeff的增幅而言，其在双零位型下（即氩气从X-point下游注入）的增幅大于下单零位型。此外偏滤器区域的辐射功率份额随着氩的注入在下单零位型从10％增加到23％，在双零位型由15％增加至22％，在上单零位型下则几乎没有变化。可见当氩气由X-point的下游注入时，在双零位型下氩杂质可能更容易穿越LCFS进入主等离子体区。光谱仪测得的ArⅩⅥ线辐射弦积分值在三个位型下均随着Ar注入而增加。在两个单零位型下，ArⅩⅥ在氩气注入停止后约1s的时间开始下降，而在双零位型下，则未见下降。这也许意味着在单零位型下，粒子径向向外输运的水平高于其在双零位型下输运。对这一实验，我们也进行了模拟方面的分析。模拟中，单零位型下的径向粒子扩散系数大于其在双零位型下的数值。模拟结果也显示偏滤器之内的辐射在下单零位型下最高，而偏滤器区之外的等离子体辐射在上单零下最高。随着在三种位型下氩注入速率分别增加，我们观察到下单零位型时，主要是偏滤器区辐射增加，双零位型下，辐射在偏滤器内外均有增加，并且以偏滤器区内增加为主，而上单零时是偏滤器之外区域的等离子体辐射增加。模拟结果与实验观察的一致性支持了双零位型下偏滤器对氩杂质的屏蔽效果不如下单零位型的推论。