高约束模的研究发现等离子体边缘的径向电场与约束的改善有重要的相关性。本课题就是通过电子束的注入,影响等离子体边缘的电场来研究径向电场对于等离子体放电的改变,进而探索约束改善的机制以及新的托卡马克位形可行性预演。上个世纪90年代,潘垣院士提出了使用E×B漂移将电子注入到等离子体中,从而控制径向电场,以期达到诱导等离子体转动以及改善约束特性的目的。这一思想在等离子体物理研究所的HT-6M托卡马克上进行了初步的尝试,并取得一些成果。J-TEXT托卡马克重建完成之后,电子注入的研究需要重新策划并且进行系统的研究。本课题的研究就是电子注入在J-TEXT托卡马克上的研究的第一步。在本文中,作者在国内外电子注入以及托卡马克电场相关研究的综合调研的基础上,详细阐述了电子注入的原理,并且结合J-TEXT托卡马克的实际环境,设计了用于J-TEXT托卡马克放电基于E×B漂移的的电子注入装置。在国内外磁约束核聚变研究以及电子注入的相关研究现状的大背景下,通过对J-TEXT托卡马克的物理分析以及电子漂移的理论应用,提出了J-TEXT托卡马克上电子注入的设计原理。并且基于电子注入的原理,并结合国内外目前工程技术现状以及J-TEXT托卡马克的工程要求,提出了电子注入系统的设计,包括静电场场型的设计、热阴极的设计、真空系统的设计以及电源系统的总设计四个重要方面。给出了电子注入的实验安排,策划了整个实验中的几个重要环节,并在J-TEXT运行过程中进行了初步的阴极测试实验以及纵场下的电子注入实验的研究。总结了电子注入的研究工作并且提出了对于未来研究计划的设想以及展望。