现代托卡马克装置中等离子体的位形一般都采用拉长截面,拉长截面却十分容易诱发等离子体的垂直位移事件,等离子体在稳定运行的过程中一旦由于某种扰动或系统失控,其约束平衡被打破,就会向上或向下随机沿垂直方向运动。在运动过程中,等离子体截面积不断缩小,并最终与真空室壁发生碰撞,这时候等离子体电流就有一部分流经真空室并与等离子体电流本身形成回路即为Halo电流。Halo电流与装置内部的环向场相互作用,会产生巨大的电磁载荷作用在真空室及其内部部件上,因此为确保现代托卡马克的安全运行并取得良好的电磁测量效果,弄清楚其产生机制显得尤为重要,这也同样为下一步托卡马克的设计提供可靠的工程参考。　　 本文首先弄清楚了影响等离子体垂直不稳定性的主要因素,弄清了等离子体垂直位移事件(VDE)过程中,Halo电流产生的物理机制,并对其在真空室的分布进行了描述。提出了与现有的Halo电流模拟程序不同的模拟方法,即利用装置磁面上的磁通保存原理,采用线电流模型,通过对磁面上的自由能进行计算的方法来模拟等离子体在运行的过程中受到扰动之后发生VDE并在真空室上诱发产生Halo电流的全过程,同时提出了合理的模拟计算物理模型　　 其次根据磁面上磁通保存原理,结合自由能的方法和相应的线电流模型,给出了等离子体在稳定运行至破裂的过程中的平衡计算方程,给出了固定磁面内最小自由能的计算方法,编制Halo电流模拟计算程序,基于EAST超导托卡马克装置工程和物理参数进行了模拟分析,给出了由于电流猝灭及热猝灭带来的等离子体破裂情况下,托卡马克装置中等离子体电流和真空室上的Halo电流随时间的变化过程,Halo电流在真空室及内部部件上的大小和分布。并分析了等离子体破裂时真空室上的感应电流的产生机理,利用有限元分析方法获得了EAST真空室在等离子体破裂时的感应电流分布以及感应电流所带来的磁场分布,同时,在不考虑纵场的情况下对破裂时感应电流带给真空室的电磁载荷进行了分析；随后,对等离子体运行过程中由于垂直不稳定性遭到破坏后发生VDE事件时真空室上的感应电流以及磁场分布进行了分析,同时基于模拟程序的计算结果对Halo电流作用下真空室上的电磁载荷进行了分析。　　 最后,针对EAST内部部件外靶板支撑所承受的热应力和电磁载荷带来的结构应力耦合开展了一系列的分析和实验,这部分成果为内部部件的升级改造提供了很好的工程参考。