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托卡马克装置第一壁部件和偏滤器靶板热负荷峰值成为制约其探索更高功率、更长脉冲运行模式的关键因素。为保障EAST装置的安全运行而研制的一套中波大视场红外/可见集成式内窥镜诊断系统，可实时监测上、下偏滤器和低杂波保护限制器等关键内部部件表面的温度分布。此外，还成功搭建一套用于实时监测钨铜偏滤器靶板表面热响应的高时空分辨红外诊断系统，为钨铜偏滤器热负荷和长脉冲运行研究提供了关键的手段。基于大视场红外热像仪诊断系统和热负荷模拟程序PFCFLUX，本论文详细研究了EAST偏滤器靶板热负荷沉积特征及其相关物理成因，具体如下: 1.稳态热负荷实验研究 低杂波注入期间在下外靶板上发现类似于带状热负荷的第二热负荷峰值结构，其沉积位置随等离子体电流的爬升而向原始打击点处移动。超声分子束可以显著增强第二热负荷峰值的峰值热负荷，而降低原始打击点处的峰值热负荷。这种作用机制与超声分子束脉冲宽度相关。低杂波诱导边界磁拓扑结构改变可以合理解释这些实验现象。共振磁扰动线圈投入期间，在下外靶板上发现打击点撕裂行为。雪花偏滤器位形可以有效降低靶板峰值热负荷。与单零等离子体相比，双零位形条件下的靶板沉积功率内外不对称性更大。总注入功率会显著影响上下不对称性。以上研究工作为主动控制稳态热负荷提供了参考。 2.瞬态热负荷实验研究 在一类边界局域模(ELM)作用下，靶板沉积功率和峰值热负荷显著增强。下外靶板上的热负荷宽度大于内靶板。实验数据验证了Makowski表达式，即λlnt(≈)λq+1.64S。功率衰减宽度λq与等离子体电流Ip成反比例关系，表达式为λEAST,type-1q=(2.45±0.3)×I-1.01±0.11。λq与外部中平面处极向磁场Bp的定标关系表达式为λEAST,type-1q=(0.64±0.17)×B-1.25±0.14 p,omp，这与Goldston模型的预测结果高度一致，并且与多装置定标结果相符合。加热方式会影响热负荷宽度的数值。在中性束单独加热的ELM等离子体条件下，靶板热负荷分布较宽，且热负荷峰值随着ELM幅度的增大而增强。在ELM-peak前后，私有通量区的功率沉积比ELM-peak时刻更强。对于低杂波单独加热的ELM事件，靶板热负荷宽度比中性束加热等离子体小，且热负荷峰值和沉积功率都伴随ELM强度而增大。ELM期间热负荷宽度比inter-ELM期间明显变宽，展宽因子达到～2.8。与JET装置的实验结果相比，EAST的ELM特征时间较长，但Edecay/Erise数值基本一致。 3.偏滤器热负荷模拟研究 PFCFLUX程序模拟结果表明EAST偏滤器热负荷呈环向不对称分布，源于掠射角分布的环向不对称性。磁面膨胀和掠射角都强烈依赖于三角度，但内、外靶板的依赖关系相反，提供了一种实验上控制热负荷的方法。波纹场对EAST靶板掠射角分布无明显影响，但会改变平行热流的环向分布。