Based on the analysis of a large number of high-fidelity nonlinear gyrokinetic simulations, we propose a novel strategy to improve confinement in spherical tokamak plasmas by combining up-down asymmetric flux surface shaping with the Low Momentum Diffusivity (LMD) regime. We show that the intrinsic momentum flux driven by up-down asymmetry creates strong flow shear in the LMD regime that can significantly reduce energy transport, increasing the critical gradient by up to 25%. In contrast to traditional methods for generating flow shear, such as neutral beam injection, this approach requires no external momentum source and is expected to scale well to large fusion devices. The experimental applicability of this strategy in spherical tokamaks is addressed via simulations by considering actual equilibria from Mega Ampere Spherical Tokamak and a preliminary equilibrium from SMART.
多数の高忠実度非線形ジャイロ運動論シミュレーションの解析に基づき、我々は、上下非対称な磁束面形状整形と低運動量拡散（LMD）領域を組み合わせることにより、球状トカマクプラズマにおける閉じ込めを改善する新しい戦略を提案する。上下非対称性によって駆動される固有の運動量フラックスがLMD領域において強い流れシアを生成し、それによりエネルギー輸送を大幅に低減でき、臨界勾配を最大25%増加させることを示す。流れシアを生成する従来の方法（中性粒子ビーム入射など）とは対照的に、このアプローチは外部運動量源を必要とせず、大型核融合装置へ良好にスケールすることが期待される。球状トカマクにおけるこの戦略の実験的適用可能性は、Mega Ampere Spherical Tokamakからの実平衡とSMARTからの予備平衡を考慮したシミュレーションによって検討される。