在2011年的物理实验研究中， HL-2 A装置在辅助加热功率、等离子体放电控制、壁处理以及诊断技术等方面，都有了大幅度的提高。目前HL-2A装置物理实验运行参数已分别达到：纵场2.74T，等离子体电流450 kA，存在时间6s，等离子体电子温度达5keV，离子温度达2.8keV，等离子体密度达0.8×10²⁰ m^-3，能量约束时间达150 毫秒，等离子体总储能达78 kJ。在此基础上，利用在“十一五”期间已经建立的5MW的辅助加热和驱动以及30余种诊断系统，在HL-2A托卡马克装置上，深入开展H模相关物理实验。继2009年首次在国内实现偏滤器位形下的H模放电以来，成功地实现了高参数（B_T～2.5T，Ip～300kA）的具有边缘局域模的高约束（H模）放电（如图1所示），为更高水平的研究创造了条件。另外，NBI系统采用中性化室二次送气方式，使中性化效率升至80%，注入功率超过800kW，并在单独NBI加热条件下实现了高约束模式放电。同时开展了ECRH辅助启动实验，辅助预电离达到预期效果。

           图1 高参数（B_T ～ 2.5T，I_p ～ 300kA）的具有边缘局域模的高约束（H模）放电

     在这一高水平的等离子体实验平台上开展了多项前沿物理课题研究，如超声分子束注入、等离子体输运、湍流特性、高能粒子物理、宏观磁流体不稳定性及其控制等。在高约束模转换机制、高能粒子物理、偏滤器物理以及边缘局域模的缓解与控制等研究中取得了一系列创新性研究成果，引起国内外同行高度重视。目前一些新的实验与理论研究成果已经在国际会议上交流或在国内外主要刊物发表或准备发表。主要成果如下：

    1）采用超声分子-团簇束注入技术缓解边缘局域模（ELM）取得成功。这是我院具有独立知识产权的超声分子束注入技术取得的又一项重要的研究成果。在HL-2A装置实验中，首次采用低温、高压超声分子束注入，使氘束流中产生了大量的微小冷颗粒，形成的团簇群被注入到等离子体中，有效地缓解了边缘局域模（ELM）。这是继弹丸注入和共振磁扰动控制方法后，探索的一个全新手段，这为人们实现对边缘局域模（ELM）的有效控制又增加了一条新的途径。

    2）在边界等离子体丝状湍流结构(blob)研究中取得新的进展。采用高时空分辨率的探针阵列,同时测量电势涨落和密度涨落,确认了丝状单极密度和双极电位结构的关系,两者相位关系与最近的理论模拟预测结果相近。在托卡马克装置边界采用环向分隔的两个探针阵列同时测量尚属首次,这种办法对边界等离子体干扰很小,同时能极大提高有效观察区域，高时间分辨率的测量能完整反映丝状结构的形成过程。这对深入研究丝状结构的产生机制和流体行为以及在高约束模式下的ELM-filament具有重要的意义。 

    3）利用极向放置的三组四探针观察到测地声模（GAM，带状流的高频分支）所诱发的密度涨落特征，并发现这一涨落量的幅度特征与理论预言相符，约为静电涨落量的1%。同时还观察到了测地声模的阵发产生对边界反常粒子输运有明显的调制作用。

    4）在非局域输运研究中，利用微波外差调频反射系统测量了大功率ECRH关断条件下的密度涨落谱。首次发现出现非局域输运现象时等离子体内部高频范围的扰动大幅降低，表明非局域输运现象是由芯部的湍流和输运的降低直接引起的。这对深入研究非局域输运的产生机制具有重要的意义，为人们理解非局域输运又增加了一条新的可能途径。相关成果已经在国际会议上交流或在国外主要刊物上发表，引起了国内外同行的高度关注。