杂质会不可避免地存在于托卡马克等离子体中,它们对等离子体行为有重要影响。中、高Z杂质由于具有较大的稀释性和辐射能量损失而倍受关注,在很多装置广泛开展了中、高Z杂质行为的研究。本论文的主要内容是,利用软X射线能谱诊断研究HT-7和EAST等离予体中的中、高Z杂质行为。　　 根据实际的放电需要,优化了HT-7上的软X射线能谱系统。同时,验证了该系统测量到的电子温度的可靠性,因此,可以利用该系统获得的实验数据,对HT-7上的电子加热以及中、高Z杂质行为进行分析和研究。　　 分析了HT-7低杂波和离子伯恩斯坦波协同下的电子加热行为,发现在两波协同下能够获得温度较高的等离子体。对比了HT-7欧姆交流放电正、负周期的软X射线能谱,发现正、负周期放电时的电子温度和杂质水平基本相同。　　 由软X射线能谱上出现的特征Kα线的能量可以判断,在HT-7等离子体中出现的中、高Z杂质有Ti,Cr,Fe,Ni,W等金属元素以及Cl和Ar元素。分析了HT-7等离子体中的金属杂质行为,发现:金属杂质的Kα线辐射主要集中在等离子体的热芯区域(ρ≤0.4);在欧姆放电下,金属杂质的Kα线辐射强度随等离子体电流的增加而迅速增加,随电子密度的增加基本呈指数下降:RF硼化能够有效抑制金属杂质的产生;在LHW放电时,金属杂质的Kα线辐射强度随LHW功率的增加而增强;在LHCD长脉冲放电时,等离子体的本底电子温度和超热电子温度在整个放电期间都比较稳定;在长脉冲放电的初始阶段(t＜30s),中、高Z杂质的Kα线辐射强度会缓慢增加到一定水平,然后保持不变直至放电结束;长脉冲放电等离子体中总的杂质含量比较低,有效电荷数Zeff在2-3之间,HT-7上的LHCD长脉冲放电是温度较高,较干净的热等离子体;等离子体中的金属杂质很可能来源于射频波天线和/或其它第一壁金属材料。实验还发现,当采用W/Cu活动限制器作为放电的主限制器时,能谱上观测到W的Lα和Lβ线辐射,说明等离子体与W/Cu活动限制器之间的相互作用引起较多的W杂质进入等离子体中;在LHCD放电时,等离子体与壁的相互作用要比在欧姆放电时强烈,对壁的腐蚀也更明显。　　 在EAST上建立了一套相对完善的软X射线能谱诊断系统,该系统的观测范围基本覆盖了整个等离子体空间,可以满足EAST不同放电位形下的测量要求。由该系统能狭得时间分辨可达50ms、空间分辨约为7cm的电子温度和中、高Z杂质Kα线辐射强度剖面。通过对比发现,由该系统得到的电子温度与其它电子温度诊断测量剑的结果基本一致。借助于该系统,初步观测和分析了EAST等离子体中的中Z杂质行为。发现:EAST等离子体中的中Z杂质主要有Ti,Cr,Fe,Ni,Cu以及Ar;在欧姆放电尤其是偏滤器位形放电时,基本观测不到金属杂质的Kα线辐射,但在LHW投入时,特别是高功率LHW放电以及LHCD长脉冲放电时,金属杂质的Kα线辐射比较明显,且主要集中在等离子体热芯区域(ρ≤0.3)。在80-750kW的LHW功率范围,金属杂质的Kα线辐射强度随LHW功率的增加而迅速增强;还分析了EASTLHCD长脉冲放电过程中的金属杂质行为;实验还发现:当在电流爬升段向等离子体中充Ar时,在放电中后期会有较多的Ar进入等离子体中;由能谱数据可以定性地证实:高电离态的杂质离子主要位于温度较高的等离子体芯部区域,所发出的Kα光子能量也明显要高;而低电离态的杂质离子则主要位于温度较低的等离子体靠外的区域,它们所发出的Kα光子能量偏小。初步分析发现,在EAST等离子体放电过程中,金属杂质可能会引起辐射(软X射线或XUV辐射)尖峰的出现。　　 利用杂质输运代码MIST,同时根据HT-7上获得的等离子体中心Fe杂质含量,对HT-7稳态放电条件下的Fe杂质输运进行了初步的数值模拟分析,发现:杂质的峰化因子cv越大,Fe杂质的密度分布越峰化,同时,Zeff的剖面也随之变得越峰化。