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光谱诊断是等离子体诊断的主要手段之一，因此对于光谱诊断方法本身的研究也就具有重要的意义。本论文围绕SUNIST球形托卡马克装置上光谱诊断的发展，开展了氦放电等离子体原子发射光谱诊断电子温度和密度的研究。在碰撞辐射模型发展上，本论文针对SUNIST参数范围的等离子体，对氦原子各能级的主要反应过程及杂质离子可能的影响进行了评估，列出了描述各能级粒子数反应速率的碰撞辐射模型方程；重点研究了原子反应速率系数不确定性至激发态粒子数密度计算误差的传递，从而可以在可接受的误差条件下确定模型中所需包含的激发态能级，在SUNIST参数范围下，包含至最高n壳层能级粒子时即给出可接受的结果；基于谱线强度比，进而为SUNIST建立了电子温度和密度的光谱诊断方法。在诊断系统建立和实验开展方面，通过论文工作，为SUNIST建立了光谱诊断系统，对系统进行了标定，实现了基于重复放电的原子发射谱线测量，给出了SUNIST上光谱诊断测量的电子温度和密度结果，通过与微波干涉仪等其他诊断结果的对比验证了谱线比法的可靠性。研究中还针对光谱诊断信号中的一些细节，如谱线比法得到的密度与微波干涉仪诊断得到密度的关系、谱线强度信号的涨落等，开展了初步的探索研究。本文研究中开展的创新性工作主要包括：1.明确给出了原子反应速率系数不确定性至激发态粒子数密度计算误差的传递函数。利用此传递函数可以对反应速率系数精度提出具体要求，或在碰撞辐射模型中使用的速率系数精度确定后，估算出激发态粒子数密度的计算误差。这种方法比常规的对速率系数进行扰动并重新求解速率方程的方法简洁直观，且物理意义明确，对碰撞辐射模型的建立及评估具有指导意义。2.发展了SUNIST氦等离子体参数范围下利用谱线比同时获得电子温度与密度的诊断方法。以此为基础，在SUNIST装置上建立起光谱诊断系统，并在实验中给出了可信的诊断结果。此方法也适用于其他装置中具有类似参数范围的等离子体的诊断（如其他包括芯部在内的小型托卡马克装置等离子体或大型装置的边界及偏滤器等离子体等）。3.论文观察到如谱线比法与微波干涉仪测量的弦平均电子密度的比例与电子密度峰化具有一定的关系、光谱信号与磁探针信号具有一致的涨落行为等趋势，为进一步丰富和深入光谱诊断研究提供了思路。