中文摘要：

在托卡马克实验中，聚变反应产生阿尔法粒子、中性束注入及离子回旋辅助加热导致离子速度的非麦克斯韦分布。由此带来高能离子的产生、约束、输运、不稳定性、纵场波纹度损失，以及第一壁负载、中子与伽马辐射等一系列快离子相关问题。在聚变三乘积不断提高、国际热核聚变反应实验堆建造在即、以及中国正式加入ITER 工程的形势面前，及时开展并深入研究这些问题至关重要。本项目将紧密结合HT-7 准稳态高参数实验，利用可能的先进诊断技术，获得并深入处理实验数据，分析不同实验条件下（中性束加热，离子回旋、离子伯恩斯坦波及低杂波的独立与协同下的加热与驱动，有无铁磁材料改善纵场波纹度，弹丸注入、超声分子束送气等加料方式，杂质注入与辐射边界层实验等）的快离子行为，研究其物理特性，探求内部机制。期望加深对实验现象的理解，推动实验迈上新台阶，与国际前沿接轨；也为国家大科学工程HT-7U 的相关研究做铺垫。

结论摘要：

在合肥超导托卡马克上建立并完善了一整套基于Zns(Ag) 闪烁体、BF3 和 3He 正比计数管的中子产额和通量探测系统。结合两套基于 NaI 与 BGO 的伽马谱仪系统，用于实验研究准稳态运行条件下的中子、伽马和快离子行为。该系统测量的中子产额与通过中性粒子能谱测量而估算的结果基本一致，有很好的线性相关性。研究表明，在高参数运行条件下，D-D 热核聚变中子占主导；据此可以实现离子温度的高时间分辨测量。在低密度或等离子体破裂不稳定发生时，光中子占主要部份。证实了光中子通量具有明显的空间不对称分布和局域特性。在高功率辅助加热条件下，中子产额显著增加。在 HT-7 超导托卡马克装置上开展的中子通量分布的实验研究，结果与三维数值计算所得相一致。该系统现已成功应用于 HT-7 和新建的 EAST 超导托卡马克物理实验上。本项工作在程序编制与调试应用、诊断设计、物理分析、人才培养、国际交流等方面做了大量的积累，为更深入的中子、伽马、快离子测量，辐射防护，以及相关物理研究奠定了坚实的基础。