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东方超环(EAST)是首个投入运行的非圆截面全超导托卡马克装置。本文对EAST先进托卡马克方案的理想磁流体稳定性和所需功率进行了研究。
先进托卡马克运行方案追求高比压β，高的约束性能以及高的自举电流份额，而理想磁流体稳定性限制了最高的β值。因此对EAST装置在先进运行模式下的理想磁流体稳定性和所需功率的研究将为EAST实验设计提供极其有用的参考价值。
我们采用具有双输运垒结构、中心反剪切的等离子体模型，使用平衡程序TOQ去计算EAST的等离子体平衡位形，然后用稳定性程序GATO研究理想磁流体稳定性并给出归一化等离子体比压极限。计算表明一个与内部输运垒高度适中的外边界输运垒有利于EAST理想磁流体稳定性。最高的归一化等离子体比压βN值约为2.20(无壁)和3.70(理想壁)。
基于EAST理想磁流体稳定性和归一化等离子体比压极限的分析，我们用能量约束时间定标率IPB98(y,2)对EAST所需功率进行了预测。计算表明随着环向磁场BT或者归一化等离子体比压βN的提高，EAST所需加热总功率都会提高。对于BT=2.0情况，EAST要想达到无壁情况下归一化等离子体比压βN极限2.20，需要加热总功率为6.6MW;要想达到理想导体壁情况下归一化等离子体比压βN极限3.70，需要加热总功率为37.7MW;如果EAST要想做与ITER先进托卡马克方案(高比压βN≥2.6)相关的实验，那么所需的加热功率要达到15MW以上。