The equilibrium of the Chinese first quasi-axisymmetric stellarator (CFQS) has been investigated by the HINT code. It is found that the stochastization of magnetic field lines expands with the increase in the volume-averaged beta value 〈β〉 in the plasma boundary. In the high-β regime, the generation of large magnetic islands at rational surfaces not only leads to an effective shrinkage of the plasma confinement region but also increases the outward shift of the magnetic axis. With bootstrap current effects, the low-order islands spread over the whole plasma area, leading to a stochastization of magnetic field lines due to island chain overlapping. However, for a flat pressure profile, the magnetic islands are significantly suppressed so that the magnetic surfaces can be fairly maintained. Moreover, the magnetohydrodynamic (MHD) instabilities in the optimized CFQS configurations have been simulated by the MEGA code. The linear properties of unstable resistive MHD modes are studied. The results show that in the CFQS the main MHD behaviour is dominated by the resistive ballooning modes with strong mode coupling. The mode structure and resistivity scaling are consistent with related theories.
中国初の準軸対称ステラレータ（CFQS）の平衡状態がHINTコードによって調査された。磁力線のストカスティゼーションは、プラズマ境界における体積平均ベータ値〈β〉の増加とともに拡大することが見出された。高ベータ領域では、有理面における大きな磁気島の生成は、プラズマ閉じ込め領域の実効的な縮小をもたらすだけでなく、磁気軸の外向きシフトも増大させる。ブートストラップ電流の効果により、低次の磁気島はプラズマ領域全体に広がり、島鎖の重なりによる磁力線のストカスティゼーションを引き起こす。しかしながら、平坦な圧力分布の場合、磁気島は著しく抑制され、磁気面はかなり良好に維持され得る。さらに、最適化されたCFQS配位における磁気流体力学（MHD）不安定性がMEGAコードによってシミュレーションされた。不安定な抵抗性MHDモードの線形成長特性が研究された。結果は、CFQSにおいて主要なMHD挙動が、強いモード結合を伴う抵抗性バルーニングモードによって支配されることを示している。モード構造と抵抗率スケーリングは関連する理論と一致している。