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Analytical field-reversed equilibria derived from self-consistent particle orbits – Part II

J.E. Brandenburg, R.F. Post1986年Nuclear FusionIF 3出版社

A further study of the field-reversed ion layer equilibria is presented (Part I was published in Nucl. Fusion 21 (1981) 1633). The formalism for introducing steady-state perturbations into the equilibria presented in Part I is applied to the problem of a perturbing rigid rotor ion current and analytic solutions are obtained. The problem of an equilibrium altered by a perturbing group of ions of differing canonical angular momentum is solved iteratively. The results of these studies are that the primary ion currents readjust so as to largely nullify the effect of the perturbations, tending therefore to preserve the unperturbed field reversal values. The effects of finite temperature electrons on the equilibrium are considered, using a 'Boltzmann model' for the electrons. As for the two perturbed cases, the field reversal ratio tends to be preserved at the value occurring in the unperturbed case. In support of the results, a variational principle is presented which shows the equilibria to be minima of magnetic and rotational kinetic energies.

日本語訳

磁場反転イオン層平衡に関するさらなる研究を提示する(Part I は Nucl. Fusion 21 (1981) 1633 に掲載された)。Part I で提示した平衡に定常摂動を導入するための形式を、摂動する剛体回転イオン電流の問題に適用し、解析解を得た。異なる正準角運動量を持つイオンの摂動群によって変更された平衡の問題は、反復的に解かれる。これらの研究の結果は、主イオン電流が再調整され、摂動の効果をほぼ無効にし、したがって摂動のない磁場反転値を保存する傾向があるということである。平衡に対する有限温度電子の影響は、電子に対する『ボルツマンモデル』を用いて考察される。2つの摂動の場合についても、磁場反転比は摂動のない場合に生じる値に保存される傾向がある。結果を支持するものとして、平衡が磁気エネルギーと回転運動エネルギーの極小値であることを示す変分原理が提示される。

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Field-Reversed Configuration
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