The MHD–kinetic hybrid toroidal stability code MARS-K (Liu et al 2008 Phys. Plasmas15 112503) is applied to study the shaping effects on magnetohydrodynamic (MHD) stabilities in reversed field pinch (RFP) plasmas, where both elongation and triangularity are taken into account. The ideal wall β (the ratio of the gaso-kinetic to magnetic pressures) limit set by the ideal kink mode/resistive wall mode in shaped RFP is investigated first, followed by a study of the kinetic damping on the resistive wall mode. Physics understanding of the results is provided by a systematic numerical analysis. Furthermore, the stability boundary of the linear resistive tearing mode in shaped RFP plasmas is computed and compared with that of the circular case. Finally, bootstrap currents are calculated for both circular and shaped RFP plasmas. Overall, the results of these studies indicate that the current circular cross-section is an appropriate choice for RFP devices, in the sense that the plasma shaping does not bring an appreciable advantage to the RFP performance in terms of macroscopic stabilities. In order to reach a steady-state operation, future RFP fusion reactors will probably need a substantial fraction of external current drives, due to the unfavourable scaling for the plasma-generated bootstrap current in the RFP configuration.
MHD–運動論ハイブリッドトーラス安定性コードMARS-K（Liuら、2008年、Phys. Plasmas 15、112503）を適用し、逆転磁場ピンチ（RFP）プラズマにおける磁気流体力学（MHD）安定性に対する形状効果を研究した。ここでは、伸長度と三角変形度の両方を考慮している。まず、形状を有するRFPにおける理想壁ベータ値（運動論的圧力と磁気圧の比）の限界を、理想キンクモード／抵抗性壁モードによって設定されるものとして調査し、次に抵抗性壁モードに対する運動論的減衰の影響を研究した。系統的な数値解析により、結果に対する物理的理解が提供される。さらに、形状を有するRFPプラズマにおける線形抵抗性テアリングモードの安定性境界を計算し、円形断面の場合と比較した。最後に、円形および形状を有するRFPの両方について、ブートストラップ電流を計算した。全体として、これらの研究の結果は、巨視的安定性の観点から、プラズマ形状化がRFP性能に顕著な利点をもたらさないという意味において、現在の円形断面がRFP装置にとって適切な選択であることを示している。定常運転を達成するためには、RFP構成におけるプラズマ生成ブートストラップ電流の不利なスケーリングのため、将来の核融合炉ではおそらくかなりの割合の外部電流駆動が必要となるであろう。