射频波电流驱动和加热对于托卡马克的稳态高约束运行至关重要。在驱动等离子体电流或对等离子体进行加热之前,波会先在边界和等离子体相互作用。尤其是用于电流驱动的低杂波对边界的密度要求更为苛刻,它的边界功率耦合和内部电流驱动都与边界的密度及其涨落有关,因此研究射频波与边界密度及涨落之间的相互作用对提高射频波加热和电流驱动能力具有十分重要的意义。全文主要根据低杂波天线探针测量的结果,围绕低杂波、离子回旋波对边界密度行为的影响开展相关的实验研究和模拟分析。主要内容如下:1)首次利用4.6GHz低杂波天线上、下探针研究了不同放电条件下(磁场方向、低杂波功率)天线附近的密度行为,发现了造成低杂波天线端口密度不均匀性和极向不对称性的决定因素。通过分析2.45 GHz和4.6 GHz天线探针数据和可见相机图像,对比两套天线附近密度分布上的异同,并进行了分析和模拟研究。低杂波功率引起的E× B对流效应会影响天线附近密度的输运过程,导致其密度分布的不均匀性和极向分布的不对称性。进一步分析了E × B的极向分量和径向分量、未扰动等离子体电势、中性气体电离等因素对密度分布的影响。模拟发现造成以上密度分布的决定性因素是E × B的径向分量,径向对流方向在波导中心两侧是相反的,导致了偏离波导中心的密度“峰”、“谷”结构。E × B的极向分量和未扰动等离子体电势不会对密度的分布造成决定影响,它只会对E × B径向分量导致的密度分布做出一定修正。考虑中性气体的电离后,天线端口的密度整体增加,上、下探针处的密度随功率的增加或减小的趋势不再对等,使模拟计算的结果更加接近实验测量结果。2)通过对探针离子饱和流、低杂波反射系数进行高阶矩统计、相干分析,研究H模放电对低杂波与等离子体耦合的影响。研究表明密度扰动和反射系数在高阶统计属性上(偏度)存在着反比关系;通过对离子饱和流进行相干分析,发现了不同ELMs形态造成耦合差异的原因:低频、大幅度ELMs的爆发使天线端口密度在单位时间内增加的更多,导致此时低杂波耦合比高频、小幅度ELMs和ELM-free时要好。这些分析为以前实验的统计结果提供了重要依据和数据支持。3)通过对离子回旋波加热时的探针离子饱和流进行高阶矩统计分析、相干分析和功率谱分析,首次对EAST上离子回旋波抑制间歇性爆发事件(“blobs”)进行了研究,确定了两套离子回旋天线抑制“blobs”的阈值功率范围。研究发现与探针有磁链接的I窗口 ICRF天线抑制“blobs”的阈值功率小于0.5 MW,此时密度相对涨落下降达到45%,离子饱和流的几率密度函数(PDF)接近于高斯分布;而与探针没有磁链接的B窗口ICRF天线抑制“blobs”的阈值功率大于1.0MW,在0.5-1.0MW的功率范围内,随功率的增加,密度相对涨落下降11%-30%,离子饱和流的PDF逐渐接近高斯分布。E × 剪切流可能是“blobs”被抑制的原因。