托卡马克等离子体中，能量超过一定阈值的电子会由于碰撞阻力减弱而成为逃逸电子。逃逸电子在等离子体中的约束很好，被环向电场持续加速到高能的逃逸电子一旦损失出去会对装置的第一壁等材料造成严重的损害。特别是在等离子体大破裂时，大量的逃逸电子对装置的安全运行是不可忍受的，理论和实验上都需要对逃逸电子的抑制机制进行深入的研究。在HT-7和EAST托卡马克中，我们基于高能硬X射线能谱诊断系统对逃逸电子的动力学行为进行了系统地研究，研究重点包括:逃逸电子激发的不稳定性及其与低杂波共振行为研究，逃逸电子和磁扰动模式间的回旋共振行为研究，磁扰动对逃逸电子反常输运及其动力学行为影响的研究，以及等离子体大破裂时逃逸电子行为的研究。　　首先，本篇论文研究了在托卡马克等离子体中逃逸电子引起的不稳定性，及其与被激发的低杂波间的反常Doppler共振。由于逃逸电子的存在使等离子体电子速度分布偏离麦克斯韦分布，在一定的条件下逃逸电子可以通过反常Doppler共振激发朗缪尔波，使电子速度分布趋向于各项同性。在等离子体的slide-away放电过程中逃逸电子经常会激发这类等离子体波，其中就包含低杂波的成分。在HT-7托卡马克实验中的结果表明，该过程中引起逃逸电子不稳定性的逃逸电子能量阈值大约在2MeV量级，激发起的波中含有低杂波，频率在500MHz附近，高能逃逸电子可以和它发生n=-1阶不稳定性的反常Doppler共振，共振逃逸电子能量为15MeV量级。　　其次，本论文研究了逃逸电子束在等离子体中的环状结构，及其和磁场扰动模式间的回旋共振相互作用。我们在EAST托卡马克实验中观察到了高能逃逸电子束在等离子体中形成的环状结构，逃逸环处于q=2有理磁面周围。逃逸电子的能量在30MeV附近，并具有大的Pitch角（θ≈0.1），同时观察到了逃逸电子和磁场扰动模式间的回旋共振相互作用。我们引入描述逃逸电子动力学过程的试探粒子模型，分析了该回旋共振行为，结果表明，逃逸电子和磁场扰动模式间的回旋共振引起逃逸电子在速度空间被散射，其Pitch角增大，进而同步辐射损失增加，达到了抑制逃逸电子能量的效果。到共振作用最后阶段，共振逃逸电子的垂直动量q⊥，及其Pitch角都有很大幅度提高。逃逸电子Pitch角的增加导致其辐射功率也大大增加，这表明逃逸电子的同步辐射功率对其Pitch角非常敏感。　　之后，本论文研究了磁场扰动对逃逸电子径向输运及其动力学过程的影响。逃逸电子的输运过程主要受磁场扰动支配，并且其动力学行为也会受到磁扰动的影响，减弱其能量，引起它同步辐射强度的变化。我们研究了在存在磁场扰动时逃逸电子的径向输运过程，并给出了输运修正，并引入了加入电场和磁场扰动项的逃逸电子试探粒子模型。HT-7托卡马克实验中的结果表明，逃逸电子的径向输运不仅仅依赖于磁场扰动的强度，它对磁场扰动的频谱结构也非常敏感，只有在适当的条件下磁场扰动才可以引起很强的逃逸电子径向输运，从而有效地降低等离子体内的逃逸电子数量。总的来看，电场D，归一化的磁扰动幅度(b)和好磁面在等离子体区间中所占的比例αs都能影响逃逸电子的动力学行为。电场D是逃逸电子的主要能量来源，扰动强度(b)可以强烈地影响逃逸电子的输运过程及其动力学行为，但是，除非αs→0，磁扰动引起的逃逸电子输运强度都会因为αs的存在而大大降低。逃逸电子的输运过程及其动力学行为都对αs非常敏感。　　最后，本论文初步研究了等离子体大破裂时逃逸电子的行为。我们给出了零维和一维近似下等离子体大破裂产生的逃逸电流的演化过程，并给出了简单的模拟结果。结果表明，如果不考虑各参数的径向分布，零维和一维近似给出基本相同的结果，都能很好地反应破裂逃逸电流的演化过程。零维条件下给出的结果表明，破裂刚开始时逃逸电子的初级产生机制起主导作用，但很快逃逸电子的次级产生机制将支配整个逃逸电流演化过程。一维条件下给出的结果表明，逃逸电子携带的电流主要集中在等离子体的芯部，并随着电流演化过程其在芯部的峰化越来越明显。这些初步的研究结果，是我们以后研究方向的基础。　　我们未来的研究重点将在破裂逃逸电子的行为研究上，通过进一步优化破裂逃逸电流演化过程的一维模拟，并将之和实验数据相结合，研究逃逸电流分布剖面的演化，破裂时磁能向逃逸电子能量的转化过程，及逃逸电子损失过程，寻求抑制破裂逃逸电子对装置影响的手段。