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托卡马克等离子体的杂质问题不可避免，对等离子体性能有着各种各样的影响。本论文主要研究了壁处理及不同放电条件下EAST超导托卡马克轻杂质(H、C、O、B、Li)行为。分析了EAST非圆截面条件下，杂质粒子的新经典输运特性。并利用STRAHL，NCLASS等输运程序，研究了Ar+16离子在等离子中的输运特性。主要工作和研究结果简略概括如下：
本文基于HT-7超导托卡马克上原有的SP300和SP750两套光学多道分析仪(OMA)，结合EAST超导托卡马克装置的窗口配置，重新设计了谱仪前端的集光系统。两套系统持续稳定运行了多轮实验。获得了近紫外和可见光波段(200-800nm)的杂质谱线，并列出了已明确识别的谱线。
氢氘比的大小可以反映粒子边界再循环的强弱，对获得高约束(H-模)等离子体和ICRF加热效率亦有着重要的影响，是反映EAST装置壁条件的基本参数。本文利用SP750高分辨率谱仪，发展并完善了Hα/Dα.谱线的拟合程序，完成了多轮实验边界氢氘通量比的H/(H+D)测量任务。编写了类氢原子的塞曼分裂模拟程序，并对边界Hα/Dα谱线进行了初步的分析。
EAST常用的壁处理方法有硼化、硅化、锂化。大量的实验证明，壁处理对于抑制碳、氧及重金属杂质；提高等离子体性能；扩充等离子体运行区间有着重要的作用。本文通过分析硼化、硅化、锂化后的氢氘通量比演化表明：硼化后，放电对氢的去除是有限的，最低的氢氘通量比约为35％。硅化后，虽然硅烷SiD4本身不含氢，但最低的氢氘通量比仍为30％。相比本身含有大量氢的硼材料C2B10H12，并没有太大的改善。单次的锂化，因为锂的量比较少，对氢氘通量比的降低是有限的。随着锂的累积，逐渐下降可降至7％以下。表现了对边界再循序良好的抑制作用。CⅡ，OⅡ，BⅡ光谱辐射在硼化后的演化表明：初始的硼膜结构比较松散，不断的等离子体放电可清除硼膜中含有的氢。当H/(H+D)比不再降低后，坚固的硼膜就初步形成了。根据H/(H+D)比和C/B比的演化，可以推测出硼膜的寿命超过了1000炮。CⅡ，OⅡ，LiⅡ光谱辐射在锂化后的演化表明：单次的锂化对杂质的抑制作用是有限的，锂膜对抑制杂质的效果约为60/70炮。随着多次锂化的进行，Li逐渐覆盖了整个真空室内壁。对CⅡ，OⅡ杂质的抑制效果逐渐增强。从C/H比来看，相比硼化、硅化，碳的通量降低了60％。在连续注入34g锂并有17炮的锂粉注入后，EAST获得了首次type-Ⅲ的H模，表明了锂在杂质抑制，降低H模阈值，提高等离子体性能方面的优越性能。
本文完成了新经典杂质输运程序NCLASS在EAST几何位形下的应用。基于EFIT磁面反演结果，编程实现了新经典输运计算所需要的磁面平均量，并给出了EAST位形下，杂质新经典输运的特性。完成了STRAHL程序在EAST上的迁移。结合实验测量的电子温度，电子密度。分析了两维软X射线成像弯晶谱仪(XCS)测量的Ar+16离子类氦线辐射。给出了稳态条件下，Ar粒子输运的V/D曲线。分析结果表明，Ar粒子存在着向芯部的输运。低杂波的加热效应提高了芯部电子温度的梯度，抑制了Ar粒子向内的输运。这一结果与其他装置的结论基本一致。
本文采用光谱法测量了HT-7装置上诊断中性束(DNB)的束成分，束功率剖面分布。中性束的束成分与离子源的放电品质有很大的关系。提高弧电流可有效改善引出束的束组分，引出高压与中性气体的气压对束成分也有一定的影响。本文基于诊断中性束，利用电荷复合交换诊断给出了HT-7等离子体的离子温度剖面。发展了仪器函数反卷积与去塞曼效应的数值算法，与单高斯拟合计算结果相比，准确度提高了20％左右。