托卡马克,作为一种磁约束可控核聚变装置,等离子体需要满足聚变三重积才能实现自持燃烧,为人类所利用。由于托卡马克自身存在多种宏观磁流体不稳定性或者微观湍流不稳定性,极大地限制了等离子体的约束性能,甚至可能诱发等离子体大破裂危害装置安全。在等离子体发展从低约束L模放电到高约束H模转变时,研究发现等离子体转动及其剪切可以有效地抑制这些宏观和微观不稳定性的发展,维持内部输运垒,改善约束性能。转动速度的这种特性激发了我们对转动监测手段以及输运特性的研究。在目前托卡马克装置上,转动速度主要来自于外部切向中性束注入所提供的动量输入。中性束与带电粒子碰撞发生电荷交换形成高能离子,通过库伦碰撞将动量传给等离子体。然而对于ITER装置,由于要驱动大体积高密度的等离子体中性束注入效率甚低,其能达到的功率有限而不能满足ITER的需求。我们只能依靠没有任何外部动量输入时的等离子体本征转动速度,无论是在纯欧姆加热还是在有波辅助加热时,实验上都发现等离子体能自发地旋转。转动的输运同粒子和热输运一样,是反常的,本征转动的大小、方向及其输运特性与多种等离子体参数都存在密切的联系。经过十多年的研究,实验和理论上对转动速度的认识依然未达成共识,即使是最根本的欧姆等离子体的转动速度。本文利用J-TEXT托卡马克较简单的等离子体来研究本征转动。为了研究本征转动速度,在J-TEXT装置上研发一套切向弯晶谱仪系统来测量芯部环向转动速度。通过主动注入微量氩气的方式,弯晶谱仪测量被动类氦氩离子的光谱,有利于本征转动的研究。球面弯晶的二维聚焦特性,实现了对等离子体的空间分辨测量。在J-TEXT欧姆等离子体下的测量由于光通量低的特性,以及实验高时间分辨的需求,弯晶谱仪采用一系列优化设计和折中考虑,获得最高时间分辨为2ms的测量结果。弯晶谱仪系统测量的空间分辨和时间分辨的电子温度和离子温度对电子密度的关系,不仅显示了弯晶谱仪的高测量精度和测量准确度。基于成熟的转动理论,创新地对弯晶谱仪测量转动速度的方向和大小依次进行标定,然后结合边界可见光光栅光谱仪测量边界环向转动,首次给出J-TEXT欧姆等离子体本征转动速度剖面。基于此,研究外加螺旋场作用下等离子体转动的输运特性。实验发现,螺旋场的共振分量起主要作用,螺旋场穿透锁模发生在q=2有理面,穿透之后由于模式耦合产生的电磁力使边界和中心的转动速度几乎同时朝电流方向加速,并在能量约束时间尺度10ms达到新的平衡,转动输运速率远大于反常输运。模式2/1和1/1之间的耦合作用在速度剖面演化中起到关键作用,另外与其它装置上的结果不同的是穿透锁模后转动剖面不为零,而且依然存在梯度。直接利用放电中撕裂模频率较宽的分布,外加螺旋场对撕裂模的作用表现出完全抑制、不完全抑制、锁模和非均匀振荡四种不同的响应。锁模与完全抑制存在明显的5kHz频率界限,锁模阈值和抑制阈值都与撕裂模频率有直接的联系。数值模拟研究与实验结果吻合,更清晰的理解了转动在撕裂模演化中的作用机制。