Magnetohydrodynamic (MHD) tokamak equilibria are found with values of β up to 20% and realistic MHD safety factor values (e.g. q(axis) = 1 and q(edge) = 4.8) for tokamaks with aspect ratio A = 4 and D-shaped cross-section. If such equilibria can be attained experimentally, they will be very attractive for decreasing the projected costs of tokamak power reactors. In the flux-conserving tokamak (FCT) model, where rapid heating is applied to an already relatively hot plasma, these high-β equilibria are achievable. The quasi-static evolution of FCT equilibria as β increases is studied. An operating window is found in the pressure profile width wp at the half-height: for high β, the values of wp lie between 0.40 and 0.55 times the minor plasma diameter. Within this window, plasma current and poloidal β increase with β. For fixed plasma boundary, significant poloidal surface currents are induced, but these can be eliminated by small increases in the plasma minor radius, the pressure profile width, or the vacuum toroidal field.
磁気流体力学(MHD)トカマク平衡は、アスペクト比A = 4およびD字形断面を有するトカマクについて、β値が最大20%、現実的なMHD安全係数値(例えばq(軸) = 1およびq(端) = 4.8)で見出される。このような平衡が実験的に達成可能であれば、トカマク動力炉の想定コストを低減する上で非常に魅力的である。磁束保存トカマク(FCT)モデルでは、すでに比較的高温のプラズマに急速加熱が適用され、これらの高β平衡が達成可能である。βが増加するにつれてFCT平衡の準静的進化が研究される。圧力分布幅wpにおいて動作ウィンドウが見出される:高βの場合、wpの値は小半径直径の0.40倍から0.55倍の範囲にある。このウィンドウ内では、プラズマ電流とポロイダルβはβとともに増加する。固定されたプラズマ境界に対しては、有意なポロイダル表面電流が誘起されるが、これらはプラズマ小半径、圧力分布幅、または真空トロイダル磁場のわずかな増加によって除去できる。