Quasi-symmetry is a guiding principle to modern stellarator optimization for improved plasma confinement. However, the robustness of optimized configurations, which can be crucial for maintaining performance under diverse engineering constraints and practical limitations, has received relatively little attention. Here we present various case studies on this robustness, by investigating variations in neoclassical transport when plasma configurations are smoothly altered across distinct optimized targets. These targets, optimized from different families—quasi-axisymmetric, quasi-helical, and quasi-isodynamic—are approximately matched in major radius as part of a flexible stellarator design. Our study shows that an optimized target does not always represent a local minimum in transport and that the robustness of a local minimum when present can vary significantly. Furthermore, there are configurations which belong to no established families but have transport levels as low as those of optimized targets. These results highlight the importance of conducting extended searches with key parametric variations around optimized configurations, to ensure its robustness as well as flexibility if desired.
準対称性は、プラズマ閉じ込めの向上を目的とした現代のステラレーター最適化における指針原理である。しかしながら、多様な工学的制約や実用的な限界の下で性能を維持するために重要となり得る、最適化された配位の頑健性については、これまで比較的ほとんど注目されてこなかった。本論文では、異なる最適化ターゲットにわたってプラズマ配位を滑らかに変化させた際の新古典輸送の変動を調べることにより、この頑健性に関する様々なケーススタディを提示する。これらのターゲットは、準軸対称、準螺旋対称、準等力学という異なるファミリーから最適化されたものであり、柔軟なステラレーター設計の一部として主半径が近似的に一致している。本研究は、最適化されたターゲットが必ずしも輸送の極小値を表すわけではなく、極小値が存在する場合でもその頑健性は大きく変動し得ることを示している。さらに、確立されたファミリーに属さないものの、最適化されたターゲットと同程度に低い輸送レベルを有する配位も存在する。これらの結果は、最適化された配位の周囲で主要なパラメータ変動を含む拡張探索を実施することの重要性を強調しており、それにより所望に応じた頑健性と柔軟性の両方を確保することができる。