液态锂偏滤器是解决未来聚变堆面临的高热负荷的备选方案,基本原理是在固态靶板表面覆盖一层液态金属锂,避免固体材料与高温等离子体的直接接触,很好地缓解了固体靶板所面临的热冲击、辐照损伤、氢同位素滞留与再循环、杂质等,因此液态锂壁的发展越来越受大家的关注。本文从工程与物理两个方面深入介绍了关于流动液态锂限制器的工程设计与升级、液态锂壁下燃料粒子的滞留特性、锂的蒸汽屏蔽效应对等离子体热负荷的缓解等相关研究成果,并对未来EAST装置中的流动液态锂壁的发展做出展望。首先,通过液态锂的浸润性实验,证明液态锂在钼合金（TZM）材料表面具有比不锈钢（316L）材料更好的浸润性,且TZM材料的抗辐照性能与抗液态锂腐蚀性能都优于316L不锈钢,因此,在流动液态锂限制器升级中选用TZM作为限制器基底材料。通过ANSYS模拟分析了钼基液态锂限制器冷却回路的热移除能力,以此为基础对冷却管道进行了优化,实验结果表明高压He能够有效地移除放电过程中轰击到限制器靶板的热负荷。通过限制器的升级,实现了液态锂在限制器基底表面的覆盖度＞85%。实验还发现流动液态锂限制器的使用能够有效地降低燃料再循环与杂质、缓解边界局域模、増加等离子体储能、提升等离子体约束性能等。其次,采用了粒子平衡的方法,系统地研究了 EAST装置液态锂壁条件下燃料粒子的滞留特性及其关键影响因素。作为对比,首先研究了锂化壁下燃料粒子的滞留行为。研究发现,锂化壁捕获燃料粒子的能力随放电进行逐渐降低,再循环逐渐升高。同时,在等离子体与锂化壁强相互作用时,第一壁出气严重。在锂化壁条件下的等离子体放电中,燃料粒子主要滞留在锂膜的表面,仅有～12%涂覆的锂起到捕获燃料粒子的作用。与锂化壁不同,在流动液态锂实验中,燃料粒子的滞留量逐渐增加,没有观察到明显的壁饱和现象。同时,流动液态锂对燃料粒子滞留速率随着等离子体与液态锂相互作用增强而逐渐升高。主要的原因是:在流动液态锂运行时,除了液态锂对燃料粒子持续的捕获外,由于锂的蒸发和溅射,引起的大量的锂不断沉积到第一壁表面实现锂膜实时更新,这些锂膜捕获了≥80%的滞留的燃料粒子。最后,深入研究了液态锂的蒸汽屏蔽效应对等离子体热流缓解。研究发现,随着锂辐射的增强,低辅助加热功率放电下液态锂表面温度降低。在grassy ELM放电中,有～42%的平行热流由于锂的爆发被直接耗散。实验还发现了流动液态锂表面存在温度震荡现象,液态锂表面温度的震荡幅度和震荡频率与表面温度和ELMs类型有很强的相关性,大的ELMs产生的瞬态高热负荷将增强温度震荡。当液态锂表面温度超过550℃时,液态锂表面温度震荡逐渐增强。主要是由于锂蒸发增强引起锂的大量外流,导致锂的辐射增强,进而产生温度的震荡。随着锂辐射强度的增加,在液态锂表面出现较大的温度震荡同时,液态锂表面的温升速率减小,这表明液态锂表面的温度震荡可以有效地自动平衡液态锂表面的温度,实现对液态锂壁温度的有效调控,为液态锂作为未来聚变堆高热负荷偏滤器部件的可能应用提供了数据支持。综上所述,通过EAST流动液态锂限制器的升级与实验研究,验证了新型流动液态锂限制器的优越性,包括更好的浸润性、抗辐照性能、抗腐蚀性能,液态锂在限制器上的覆盖度提升到＞85%。阐明了流动液态锂壁条件下燃料粒子的滞留特性,明确了液态锂的持续流动以及其引起的第一壁锂镀膜的持续更新是燃料粒子长时间稳定可控的主要机制。此外,在托卡马克装置流动液态锂条件下,首次发现了液态锂的蒸汽屏蔽效应及伴生的液态锂表面温度震荡现象,实现了液态锂表面温度的有效调控。该研究为未来聚变堆中液态锂偏滤器的发展提供了前期预演与参考。