A tokamak model with a coupling surface (CS) (Villone et al 2013 Plasma Phys. Control. Fusion55, 095008) separating the regions with two-dimensional and three-dimensional (3D) descriptions of the magnetic field is considered. In this approach, it is assumed that the 3D magnetic perturbation does not penetrate inside the CS torus, as if the CS would be a perfect conductor. Such shielding, when outside the CS, requires the presence of a sufficiently large 3D current on this surface. Here, an analytical calculation of the sideways (horizontal) forces on the tokamak vacuum vessel wall and on the CS is presented for such a CS response to perturbations with toroidal mode number . It is shown that the force acting on the CS can be significant and may even greatly exceed the force acting on the wall. Therefore, the force balance in the real configuration and in the model with a CS turns out to be substantially different.
磁場の2次元記述と3次元（3D）記述の領域を分離する結合面（CS）（Villone et al 2013 Plasma Phys. Control. Fusion55, 095008）を有するトカマクモデルを考える。このアプローチでは、CSが完全導体であるかのように、3D磁気摂動はCSトーラスの内部に浸透しないと仮定される。そのような遮蔽は、CSの外側では、この表面上に十分に大きな3D電流の存在を必要とする。ここでは、トロイダルモード数 を持つ摂動に対するそのようなCS応答について、トカマク真空容器壁およびCSに作用する横方向（水平）力の解析的計算が提示される。CSに作用する力は有意であり得、壁に作用する力を大きく超えることさえあり得ることが示される。したがって、実際の配置とCSを有するモデルにおける力のバランスは、実質的に異なることが判明する。