Magnetohydrodynamic (MHD) equilibrium states with a three-dimensional helical core that display the characteristics of a saturated ideal internal kink mode are computed to model snake structures that have been observed in the JET tokamak (Weller et al 1987 Phys. Rev. Lett.59 2303). The equilibrium states are calculated with a peaked pressure profile and a weak to moderate reversed core magnetic shear with a minimum safety factor qmin near unity in the neighbourhood of the mid-radius of the plasma. Snake equilibrium states are computed in the range 0.94 < qmin < 1.03. This range aligns with linearly unstable ideal MHD internal kink solutions of the purely axisymmetric branch of the equilibrium states. The energy difference between the bifurcated axisymmetric and helical snake equilibrium solutions is minimal. One very important novelty is that the helical structures are computed with an equilibrium code developed for three-dimensional (3D) stellarator applications in a tokamak context and cannot be obtained with standard Grad–Shafranov equation solvers.
磁気流体力学(MHD)平衡状態のうち、飽和した理想内部キンクモードの特性を示す三次元螺旋状コアを有するものは、JETトカマクにおいて観測されたスネーク構造をモデル化するために計算される(Weller et al 1987 Phys. Rev. Lett.59 2303)。平衡状態は、尖った圧力分布と、プラズマの中間半径付近において最小安全係数qがほぼ1となる弱から中程度の反転磁気シアを有するものとして計算される。スネーク平衡状態は、0.94 < q_min < 1.03の範囲で計算される。この範囲は、平衡状態の純軸対称分岐の線形不安定理想内部キンク解と一致する。分岐した軸対称および螺旋状スネーク平衡解の間のエネルギー差は最小である。非常に重要な新規性の一つは、螺旋構造が、トカマク文脈における三次元(3D)ステラレーター応用のために開発された平衡コードを用いて計算されることであり、標準的なGrad–Shafranov方程式ソルバーでは得ることができない。