中文摘要：

球形托卡马克的优越性，随着环径比的减小得到充分的体现，同时也使得装置的技术难度集中在装置中心，成为了球形托卡马克受到置疑的主要方面。如果能在过于拥挤、结构薄弱的装置中心区，去除引起麻烦的主要根源之一-中心螺管，将为球形托卡马克的发展扫除一个根本性的障碍。为此，寻求加热场中心螺管的替代方案成为了国际球形托卡马克热门研究专题之一。无中心螺管的等离子体电流启动及维持很难设想使用某一种方法一揽子解决。充分利用球形托卡马克装置垂直场与等离子体电流的强耦合特性来提供等离子体电流建立、维持所需要的部分磁通是最惠而不费的。本项目申请的主要目的就是研究在不同SUNIST球形托卡马克放电模式下，如何充分的利用垂直场的磁通贡献去影响等离子体电流的增长和维持。

结论摘要：

球形托卡马克的优越性已从大量物理实验中得到了充分的体现。但拥挤、薄弱的中心柱仍然是球形托卡马克受到置疑的主要方面。如果能去除引起麻烦的主要根源之一-中心螺管，将为球形托卡马克的发展扫除一个根本性的障碍。为此，寻求无中心螺管的等离子体电流启动及维持方案成为了国际球形托卡马克热门研究专题之一。在本项目中，我们改造了SUNIST的垂直场电源，设计了在电子回旋共振（ECR）协助下，充分利用球形托卡马克装置垂直场与等离子体电流的强耦合特性来启动和维持等离子体电流持的运行方案，并进行了实验。在无中心螺线管的放电模式下，我们发现了垂直场的伏秒数在ECR预电离的基础上启动500A量级等离子体电流的能力。受此启发，我们设计了一种组合式的启动方式，即在垂直场感应电流的基础上再投入中心螺线管。从实验结果来看，这种方式的效率相对于经典的欧姆感应启动方式有大约30%的提升。这也许是中心螺线管问题的一种折中解决方案。