托卡马克放电过程中，大量的高能电子会产生，其中一些甚至会成为逃逸电子。大量的高能电子打在装置壁上会对装置造成巨大的危害。高能电子的研究对托卡装置的安全运行具有重要的意义。托卡马克等离子体中的高能电子和本底等离子体或装置壁相互作用会激发轫致辐射，其自身也会产生同步辐射。因此，测量轫致辐射和同步辐射是研究高能电子的有效手段。国际上，各种托卡马克装置上均发展了相关的辐射测量诊断系统。其中，国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER)就计划发展多套伽马射线相机诊断系统。J-TEXT(Joint Texas Experimental Tokamak)上已经发展了测量逃逸电子与装置壁相互作用的硬X射线诊断。在此基础上，最新发展了测量高能电子与本底等离子体相互作用的快电子轫致辐射诊断(Fast electron bremsstrahlung, FEB)。
　　本文基于J-TEXT托卡马克装置，主要工作如下：首先，运用采购的碲锌镉(CdZnTe)探测器设计并搭建了FEB诊断。信号处理上，一方面通过检波器积分获取FEB强度信号。另一方面，通过J-TEXT上发展的脉冲多道分析器(Multiple Channel Analyzer, MCA)获取能谱信号。其次，结合其它相关诊断，开展了快电子轫致辐射研究。一方面分析了快电子轫致辐射与等离子体基本参数的关系。研究发现，等离子体密度对快电子有抑制效果，且抑制效果和等离子体的密度大小与密度爬升速度有关。更高的环电压可以获得更多的快电子。更高的托卡马克纵场和等离子体电流可以改善快电子的约束。另一方面，通过采集快电子轫致辐射诊断信号的能谱，分析了托卡马克放电过程中快电子的产生、增长、扩散和损失过程。此外，还从FEB信号上观测到了逃逸电子束不稳定性现象。最后，考虑到随着电子回旋加热系统(ECRH)的投入使用，J-TEXT托卡马辐射水平将大大提高。通过理论和模拟计算，新增30cm厚的水泥屏蔽墙或者5cm厚的铅砖可以使装置辐射水平达到安全阈值。在此基础上，开展了辐射屏蔽研究并完成了屏蔽系统的升级。