The equilibrium and stability of a long–thin axisymmetric magnetic mirror with a nearly axis-encircling energetic ion component is presented. A local sufficient condition valid for arbitrary azimuthal mode number (m) is derived and numerically evaluated. The results indicate that the ion beam component is highly stabilizing in regions where the beam density is increasing outwards and destabilizing where it is decreasing outwards. The results also show the existence of a persistent coupling of the beam particles to the magnetohydrodynamic interchange mode for large m. This result disagrees with previous work which showid a decoupling of orbits and mode perturbations for large m. This disagreement is attributable to the special periodic nature of the nearly axis-encircling orbits in long and thin configurations and indicates that aperiodic or stochastic orbits whose gyrocentres have a minimum spread would be more effective in providing stabilization.
平衡と安定性について、ほぼ軸対称な磁気ミラー配位における長く細い軸対称磁気ミラーと、ほぼ軸を周回する高エネルギーイオン成分を含む系の解析を提示する。任意の方位角モード数(m)に対して有効な局所十分条件を導出し、数値的に評価した。結果は、イオンビーム密度が外側に向かって増加する領域では、イオンビームが強く安定化効果を持つことを示す。一方、密度が外側に向かって減少する領域では不安定化効果が見られる。さらに、大きなm値に対して、ビーム粒子と磁気流体力学的不安定モードとの間の持続的な結合が存在することが示された。この結果は、従来の研究で報告された、大きなm値におけるモードと粒子軌道の非結合性とは異なる。この相違は、長く細い配位におけるほぼ軸を周回する軌道の特殊な周期的性質に起因し、非周期的または確率的な軌道(ジャイロ中心の最小広がりを持つ)がより効果的な安定化をもたらすことを示唆している。