Neoclassical properties in quasi-axisymmetric (QA) stellarators are analogous to these in tokamaks. Consequently, a substantial bootstrap current could significantly modify the MHD equilibrium properties of a QA stellarator, which is an important characteristic in this type of stellarator. This paper is dedicated to systemically investigate the effects of bootstrap current on the magnetic configuration in Chinese first quasi-axisymmetric stellarator (CFQS). For the first time, self-consistent bootstrap currents in free-boundary equilibria are calculated with an accurate Fokker–Planck neoclassical numerical mode in CFQS. Several important results are achieved: (a) as the bootstrap current grows with increasing volume-averaged normalized pressure , magnetic shear develops in the bulk plasma and meanwhile, a deep magnetic well is robustly sustained, which leads to improved stabilization of interchange modes up to . (b) In the analysis of global ideal MHD instability, as the bootstrap current rises to 39 kA (), external kink modes become destabilized and the unstable mode with m/n = 2/1 is dominant. (c) From to 1.5%, the bootstrap current hardly changes the QA property and a low neoclassical transport is maintained. However, as is enhanced beyond 2.0%, the substantial bootstrap current gives rise to an increase of non-QA magnetic field components, which weakens the neoclassical transport properties. (d) An increase of the negative magnetic shear at the core region by the bootstrap currents has a favorable effect on the properties of J (second adiabatic invariant). The maximum-J region can be extended by raising bootstrap currents.
準軸対称（QA）ステラレーターにおける新古典的性質は、トカマクにおける性質と類似している。その結果、かなりのブートストラップ電流がQAステラレーターのMHD平衡特性を大きく変化させる可能性があり、これはこのタイプのステラレーターにおける重要な特性である。本論文は、中国初の準軸対称ステラレーター（CFQS）における磁気配置に対するブートストラップ電流の影響を体系的に調査することを目的とする。初めて、自由境界平衡における自己無撞着なブートストラップ電流が、CFQSにおいて正確なフォッカー–プランク新古典数値モードを用いて計算された。いくつかの重要な結果が得られた：（a）体積平均規格化圧力 の増加に伴ってブートストラップ電流が成長するにつれて、バルクプラズマ中に磁気シアが発達し、同時に深い磁気井戸が頑健に維持され、これにより交換型モードの安定化が最大で まで改善される。（b）グローバル理想MHD不安定性の解析では、ブートストラップ電流が39 kA () まで上昇すると、外部キンクモードが不安定化され、m/n = 2/1 の不安定モードが支配的となる。（c） から1.5%まで、ブートストラップ電流はQA特性をほとんど変化させず、低い新古典輸送が維持される。しかしながら、 が2.0%を超えて増大すると、かたりのブートストラップ電流が非QA磁場成分の増加を引き起こし、新古典輸送特性を弱める。（d）ブートストラップ電流によるコア領域における負の磁気シアの増加は、J（第二断熱不変量）の特性に好ましい影響を与える。最大J領域は、ブートストラップ電流を上昇させることによって拡張できる。