等离子体破裂会导致等离子体的内能和极向磁能在极短的时间内耗散在真空室内,产生热负荷、电磁负荷以及逃逸电流三大危害,对装置第一壁及内部结构造成严重的损伤,威胁装置安全稳定运行。因此有效缓解等离子体破裂危害是聚变装置急需解决的关键难题。虽然目前杂质注入被广泛用于破裂缓解,但是依然存在一些需要解决的实际问题,比如杂质注入无法减少耗散在真空室内的总能量,可能带来热辐射不均匀以及无法完全抑制逃逸电流等。在J-TEXT装置上,从减少破裂过程中耗散在真空室内的能量这一角度出发,提出了基于极向磁能转移（Magnetic Energy Transfer,MET）的破裂缓解方法,实现了破裂过程中将真空室内的极向磁能转移到真空室外进行消耗的目标,有效降低了破裂过程中耗散在真空室内的能量总和,达到缓解破裂的目的。本文基于J-TEXT极向磁能转移系统继续针对破裂缓解问题进行了深入研究,具体研究工作如下:首先,实验探索了磁能转移的破裂缓解效果,发现磁能转移可以有效降低环电压,抑制逃逸电流,还能控制逃逸电流的水平位移。实验发现磁能转移可以使等离子体电流猝灭速率平均提高50.7%,同时使环电压降低35.3%,并通过建立MET线圈、等离子体和OH线圈之间的变压器模型从理论上解释了这一现象。实验发现磁能转移可以有效抑制逃逸电流,同时使用磁能转移系统和MGI系统开展实验,得到了使用磁能转移时有效抑制逃逸电流的注气量区间;同时使用磁能转移系统和ECRH系统开展实验,进一步验证了磁能转移可以缓解逃逸电流。实验还发现了磁能转移可以控制逃逸电流的水平位移,拉长逃逸电流平台,并探索了不同放电条件下磁能转移的水平位移控制效果,得到了不同条件下有效控制等离子体水平位移的MET线圈电流范围。然后,提出了基于电容放电的有源极向磁能转移方法,并通过理论分析与实验研究揭示了新方法提高破裂缓解效果的机制。建立了有源极向磁能转移分析模型,分析了有源极向磁能转移过程的参数演化规律,研究了脉冲电容器组参数对磁能转移效率的影响规律,设计并搭建了有源极向磁能转移系统,并开展了相关实验研究。实验结果表明,有源极向磁能转移的磁能转移效率最高可达43.3%,比被动能量转移系统提高了71.1%。此外,有源极向磁能转移可使环电压的降幅最高达到43.7%,比被动能量转移系统提高了23.8%。结合新系统特点,开展了逃逸电流耗散实验,实验表明有源极向磁能转移对逃逸电流的耗散速率可达7.7 MA/s。最后,开展了极向磁能转移方法在空芯装置上的应用效果研究,给出了磁能转移在空芯装置上的应用建议。以EAST装置为例,基于有限元法与部分元等效电路法,分析了破裂过程中真空室壁上的感应涡流,研究了破裂过程中极向磁能的分布及演化规律。分析发现破裂过程中约76.9%的总极向磁能转化为等离子体的内能耗散在真空室内,其余部分以涡流损耗的形式消耗在真空室壁上。建立了真空室壁、等离子体和磁能转移线圈的三绕组变压器模型,分析了破裂过程中磁能转移线圈电流的演化规律,发现了真空室对磁能转移线圈的“屏蔽效应”。研究了磁能转移线圈参数以及真空室壁电阻率对磁能转移效率的影响规律,给出了在空芯装置上应用磁能转移方法的参考意见。探索新破裂缓解方法,尽可能缓解破裂危害,对于保证托卡马克装置的安全稳定运行意义重大。基于J-TEXT装置的研究表明,极向磁能转移可以减少破裂过程中耗散在真空室内的能量总和,降低环电压并抑制逃逸电流,还可以对逃逸电流的水平位移进行控制。相较于被动磁能转移,基于电容放电的主动磁能转移不仅提高了破裂缓解效果,还可以实现逃逸电流的耗散。作为一种有效的破裂缓解方法,极向磁能转移对未来聚变装置破裂缓解问题的研究提供了重要参考。