【摘 要】
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低杂波电流驱动是一种驱动效率非常高的非感应电流驱动方式，同时也是有利等离子体电流分布实现反剪切控制的重要工具，是EAST和未来反应堆上维持稳态运行的重要保障。天线与等离
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低杂波电流驱动是一种驱动效率非常高的非感应电流驱动方式，同时也是有利等离子体电流分布实现反剪切控制的重要工具，是EAST和未来反应堆上维持稳态运行的重要保障。天线与等离子体之间的相互作用对低杂波与等离子体的耦合以及与等离子体的传播和吸收都有重要的影响。 本文首先介绍了目前大中型托卡马克装置上常用的加热模式，包括欧姆加热、中性束加热、电子回旋波、离子回旋波、低杂波五种加热模式的基本原理，阐述研究低杂波电流驱动的必要性，详细介绍了当前国内外过于低杂波与等离子体耦合的研究与进展。其次在低杂波电流驱动的理论中，从低杂波在冷等离子体中传播这一模型，分析低杂波传播过程中的一些重要参量，并详细介绍了二维曲面下低杂波与等离子体耦合的模拟原理，利用线性密度分布，从理论的角度分析天线端口密度，梯度和相位等对低杂波耦合的影响，为后续的实验研究奠定基础。 在低杂波与等离子体耦合的实验研究中，主要分析了不同位型的等离子体对低杂波的影响，其中包括因不同的等离子体电流平台和纵场大小而引起的不同q95对低杂波耦合的影响。研究表明，在顺时针磁场下，上单零位型的等离子体与低杂波耦合较好，而在逆时针磁场下，下单零位型的等离子体与低杂波耦合较好。首次引入Er×B流的贡献，并结合再循环的影响，初步较为合理的解释了不同位型下的低杂波与等离子体耦合差异。通过优化天线端面的形状，进一步的改善低杂波与等离子体耦合效果。 在EAST上首次具体分析了低杂波天线两侧充气对低杂波耦合改善效果差异性，初步认为，在低杂波天线的电子侧进行充气对整体低杂波耦合改善相对离子侧来说较好，但不利于芯部密度的控制，同时发现，通过充气改善的主要的是低杂波天线的中下排。 离子回旋天线对低杂波耦合的研究也是本文的重点之一，主要是从磁连接的角度分析离子回旋天线的各种参数对低杂波的影响，尤其是从离子回旋波的功率和相位角度分析对低杂波耦合的影响，物理机制上初步认为与射频鞘有关，但需要进一步的证实。 高约束模式一直是EAST装置上追求的运行的模式，低杂波与等离子体之间的耦合在这种模式下的表现和变化规律说明高约束模式中的边界局域模的频率和幅值，以及初始水平都将会影响低杂波与等离子体之间的耦合。研究表明，低杂波端口附近充气对等离子体约束有一定的影响。
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