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高能中性粒子束注入对目标等离子体的加热效率比较高,是获得并维持长脉冲高性能等离子体的重要实验工具之一。第一条4MW高功率中性束注入器在EAST2014年夏季等离子体物理实验中首次投入使用,并取得了较好的实验结果。中性束注入期间,等离子体的温度、密度、储能、能量约束时间、H98Y2因子等都得到了大幅度的提升。对中性束加热条件下的等离子体热输运进行分析,能够模拟计算出中性束束能的沉积与损失,以及评估目标等离子体的约束性能等。本文首先简要的说明了束与等离子体相互作用的基本物理过程,回顾了在世界各大聚变装置上所做的具有代表性的中性束注入物理实验。介绍了EAST首套中性束注入器的性能参数和运行使用情况,并列出了与束注入实验密切相关的几种物理诊断。采用TRANSP程序中的NUBEAM模块,本文对本轮EAST典型的兆瓦级高功率中性束注入实验数据进行热输运分析。计算结果表明,大约有70%-80%的束能量能够被目标等离子体有效吸收,20%-30%的束能量会被损失掉,其中穿透损失为主要的能量损失机制。由于EAST中性束注入器的切向注入半径较小,电流驱动的能力相对较弱,仅能贡献10%左右的非感应驱动电流。对EAST不同束注入条件下的实验结果统计发现,中性束加热和电流驱动的效果会受到多种物理因素的影响。由中性束注入引起的等离子体储能的增长与束注入的功率基本上呈线性增长关系。中性束注入下H模放电期间的能量约束时间是L模放电期间的能量约束时间的1.5-2倍,H模放电期间的等离子体能够运行到更高的密度空间。在等离子体电流爬升段注入适量功率和能量的中性束有利于改变优化等离子体的电流剖面、节省上升段伏秒数消耗以及对等离子体进行有效的预加热等,是先进的等离子体运行模式之一。目前,在EAST上已经开展了相关初步的物理实验研究,并观察到了较为明显的中性束预加热效果。本文对EAST典型的中性束预加热实验进行了热输运分析,重点研究了低密度下中性束注入的能量损失问题。并在此基础上,提出了“高密度爬升率,逐级加热”的中性束预加热等离子体物理实验方案。