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Physics at the stellarator--tokamak interface

Per Helander2011年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

A tokamak is never exactly axisymmetric, either because of field errors or because the magnetic field is intentionally perturbed–something that is becoming increasingly popular for controlling the plasma edge. Conversely, a stellarator generally lacks symmetry but may be `quasisymmetric', meaning that the strength (but not the direction) of the magnetic field possesses a symmetry. An exactly quasisymmetric stellarator has many properties that are identical to those of a corresponding tokamak. It is thus important to understand how the physics of plasma confinement depends on the symmetry properties of the magnetic field.This issue of Plasma Physics and Controlled Fusion contains a cluster of nine articles addressing various such issues, including MHD equilibrium, rotation, Alfvénic instabilities, and edge physics. Very interesting and relevant questions are discussed, such as: When do magnetic islands form in a stellarator? How do Alfvén eigenmodes in tokamaks and stellarators compare? How do their divertors compare? To what extent can a stellarator plasma rotate? How does this rotation affect the turbulence? Can a tokamak magnetic equilibrium bifurcate into one resembling a stellarator?I hope that stellarator and tokamak physicists alike will find these papers useful, and that they will help to spread awareness and understanding of these issues across the plasma physics community.

日本語訳

トカマクは、磁場誤差のためであれ、プラズマ端部の制御のためにますます一般的になりつつある磁場の意図的な摂動のためであれ、決して完全に軸対称ではない。逆に、ステラレーターは一般に対称性を欠くが、「準対称」であり得る。すなわち、磁場の強度(ただし方向は除く)が対称性を持つ。正確に準対称なステラレーターは、対応するトカマクと同一の多くの特性を持つ。したがって、プラズマ閉じ込めの物理が磁場の対称性にどのように依存するかを理解することが重要である。本号のPlasma Physics and Controlled Fusionには、MHD平衡、回転、アルヴェン不安定性、端部物理など、さまざまなそのような問題を扱う9本の論文が収録されている。非常に興味深く関連性の高い疑問が議論されている。例えば、ステラレーターにおいて磁気島はいつ形成されるのか?トカマクとステラレーターのアルヴェン固有モードはどのように比較されるのか?それらのダイバータはどのように比較されるのか?ステラレータープラズマはどの程度回転し得るのか?この回転は乱流にどのように影響するのか?トカマクの磁気平衡はステラレーターに類似したものに分岐し得るのか?ステラレーターとトカマクの物理学者の双方にとってこれらの論文が有用であり、プラズマ物理コミュニティ全体におけるこれらの問題の理解と認識の普及に貢献することを期待する。

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Stellarator
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