弹丸注入作为一种先进的等离子体加料技术,已经被未来聚变装置ITER选定为主要的加料手段。弹丸注入的作用不仅仅局限于简单的等离子体加料,合理地利用弹丸注入甚至可以控制等离子体MHD行为和输运。EAST装置作为一个全超导托卡马克装置,发展了一套稳态10Hz弹丸注入系统,并利用该系统开展了一系列弹丸注入加料及等离子体控制的实验研究。本论文首先针对EAST装置上弹丸注入对等离子体基本行为的影响展开了研究,发现弹丸注入可以引起等离子体密度峰化和储能的上升,证明了弹丸是一种优秀的等离子体加料手段。进一步实验分析表明,EAST装置上弹丸的等离子体加料效率(进入等离子体中的弹丸粒子数/单个弹丸的总粒子量)大约为30%,而高场侧注入能实现最高的等离子体加料,在理想情况下可以达到～40%。同时也发现随着辅助加热功率的升高,等离子体径向漂移作用变强,弹丸的加料效率会有所下降,粒子在等离子体中滞留时间也会下降。此外,还对H模情况下弹丸注入引起的ELM行为进行了简要的分析,发现大尺寸弹丸注入可能会导致等离子体约束变差,甚至从H模退回到L模。这些初步的实验结论为EAST装置上开展更进一步的实验研究提供了参考和数据积累。而后针对弹丸注入对等离子体芯部MHD行为影响开展了深入的实验研究,研究发现在欧姆加热条件下弹丸穿越等离子体q=1面可以触发强烈的芯部MHD行为——蛇形振荡现象。弹丸触发蛇形振荡的基本原理是弹丸在q = 1面附近引入很大的密度和温度扰动,帮助局域范围内形成磁岛,并最终发展成为蛇形振荡。EAST观察到蛇形振荡现象具有影响范围广,持续时间长的特点,需要结合阻尼撕裂模和分支螺旋平衡状态理论才能合理解释。弹丸触发的蛇形振荡的实验研究是一种关于影响和控制等离子体芯部MHD行为的全新尝试,对于未来相关的实验研究具有指导意义。最后还开展了关于弹丸注入触发L-H转换的实验研究,研究发现通过边界弹丸的注入可以帮助等离子体边界输运垒的建立并使等离子体提前进入H模。实验中还发现EAST装置上的弹丸注入能够有效降低等离子体L-H转换阈值功率10%,且通过估算边界径向电场的方式,证明了弹丸消融引起了等离子体边界径向电场剪切的增大,从而抑制了湍流并建立其边界输运垒,最终实现H模。弹丸触发L-H转换实验研究能够帮助了解L-H转换期间等离子体各参数变化的因果关系,对于理解等离子体L-H转换的深层机制具有极其重要的意义。通过EAST装置上开展的弹丸注入实验研究,充分证明了弹丸是一种先进的等离子体加料和控制手段,同时也为未来ITER装置开展弹丸物理实验研究提供了数据积累。在上述实验研究的基础上未来将进一步开展深层次的弹丸注入实验研究,期待在未来得到更多更有意思的实验结果。