The determination of stability for a scalar-pressure toroidal plasma is formulated by means of an energy variational principle in which the geometric problem of variation of the flux-surface shapes is separated from the variation of the flux profile. By means of successive minimizations, holding the surface shapes and the flux profiles fixed, the potential energy is written as a one-dimensional integral over a function of pressure, differential flux, and the specific-inductance matrix. The latter depends only on the geometry of the surfaces. Stability conditions are derived by varying the flux profile and the geometry (specific inductance). Also, a non-linear stability condition is derived for the special case of a finite geometric distortion of the flux surfaces while holding the flux profiles fixed. Exact representations for the specific inductance are calculated for straight cylinders, axisymmetric toruses, and helically symmetric configurations, all with arbitrary cross sections.
スカラー圧力トロイダルプラズマの安定性の決定は、磁気面形状の変分と磁束分布の変分を分離するエネルギー変分原理によって定式化される。磁気面形状と磁束分布をそれぞれ固定した逐次最小化により、ポテンシャルエネルギーは、圧力、微分磁束、および比インダクタンス行列の関数に関する一次元積分として表される。後者は磁気面の幾何学的形状のみに依存する。安定性条件は、磁束分布と幾何学的形状(比インダクタンス)を変分することによって導出される。また、磁束分布を固定したまま磁気面の有限な幾何学的変形を行う特別な場合について、非線形安定性条件が導出される。比インダクタンスの厳密な表現は、任意の断面形状を持つ直線円筒、軸対称トーラス、およびヘリカル対称配位について計算される。