A systematic comparison of the drift surface properties of a number of non-circular magnetic coil geometries for EBT is presented. Drift surfaces have been calculated for both a vacuum field model and a model which includes an ambipolar potential (ϕ). The drift-surface information is used to estimate a confinement time, τ, for a range of mirror ratios at fixed midplane dimensions and with a fixed major radius. Improvement over simple circular coil confinement is expressed by an aspect-ratio enhancement factor, ARE (τ ∝ (ARE)2). For an inverse-dee-shaped coil, we find that ARE ∼ 1.4 in the vacuum field model, but ARE ∼ 1.1–1.2 when eϕ0 ∼ kT, where ϕ0 is the potential well depth. For both the vacuum model and the potential model, Andreoletti coils can provide high ARE values as well as large magnetic field scale lengths in the midplane. With eϕ0 = kT, we find ARE ∼ 1.6 for the 6:1 height-to-width ratio Andreoletti coils, while an ARE of ∼ 3.5 is obtained at a mirror ratio of 2.6 for a 2:1 Andreoletti system with radially shifted coils.
EBT用の多数の非円形磁気コイル形状のドリフト面特性の系統的比較を示す。ドリフト面は、真空磁場モデルと、両極性電位(ϕ)を含むモデルの両方について計算されている。ドリフト面情報を用いて、固定された中央面寸法と固定された主半径のもとで、一連のミラー比に対する閉じ込め時間τを推定する。単純な円形コイル閉じ込めに対する改善は、アスペクト比増強係数ARE(τ ∝ (ARE)2)で表される。逆D字型コイルでは、真空磁場モデルでARE ∼ 1.4であるが、eϕ0 ∼ kTのときARE ∼ 1.1–1.2となる。ここでϕ0はポテンシャル井戸の深さである。真空モデルとポテンシャルモデルの両方において、アンドレオレッティコイルは高いARE値とともに中央面での大きな磁場スケール長を提供できる。eϕ0 = kTの場合、高さ対幅比6:1のアンドレオレッティコイルではARE ∼ 1.6が得られ、一方、半径方向にシフトしたコイルを備えた2:1アンドレオレッティシステムでは、ミラー比2.6でARE ∼ 3.5が得られる。