The main features of advanced stellarators are the optimized coil system which can be extrapolated to reactor size, improved properties of plasma equilibrium with reduced Shafranov shift and a stability limit which is sufficient to meet the requirements of a commercial fusion reactor. The key element to achieve these goals is the proper shape of the magnetic surfaces and minimization of the geodesic curvature of magnetic field lines. As a consequence, Pfirsch-Schlüter currents and radial particle transport are reduced. Neoclassical transport becomes small enough so that ignition is not endangered. The theoretical basis of the advanced stellarator is a systematic procedure to compute plasma equilibria with reduced Pfirsch-Schlüter currents. The close relation between neoclassical transport and viscous damping indicates that a reduction of geodesic curvature not only reduces radial transport but also leads to a reduction of viscous damping, and thus, facilitates the rotational spin-up of the plasma. For this reason achievement of shear flow and reduced anomalous transport may be expected in advanced stellarators. The paper discusses the various aspects of advanced stellarators and describes their basic properties.
先進ステラレーターの主な特徴は、炉規模に外挿可能な最適化されたコイルシステム、低減されたShafranov shiftを伴うプラズマ平衡の改善された特性、および商業用核融合炉の要件を満たすのに十分な安定性限界である。これらの目標を達成するための鍵となる要素は、磁気面の適切な形状と、磁力線のgeodesic curvatureの最小化である。その結果、Pfirsch-Schlüter currentsと径方向粒子輸送が低減される。Neoclassical transportは、点火が危険にさらされない程度に小さくなる。先進ステラレーターの理論的基礎は、低減されたPfirsch-Schlüter currentsを持つプラズマ平衡を計算するための体系的な手順である。Neoclassical transportとviscous dampingの密接な関係は、geodesic curvatureの低減が径方向輸送を低減するだけでなく、viscous dampingの低減にもつながり、それによってプラズマのrotational spin-upを促進することを示している。このため、先進ステラレーターにおいては、shear flowの達成と低減されたanomalous transportが期待される。本論文は、先進ステラレーターの様々な側面を議論し、それらの基本的な特性を記述する。