AbstractIrregular magnetic fields resonate with the rational surface of the magnetic confinement systems, form magnetic islands and ergodic layers, and destruct the plasma confinement. To avoid this confinement destruction the requirement of an accuracy of 10−4 in the magnetic field is adopted as the magnetic-accuracy design criterion for the LHD machine. Following this criterion the width of the undesirable magnetic island is kept less than one tenth of the plasma radius.The irregular magnetic field from the superconducting (SC) helical and poloidal coils is produced by winding irregularity, installing irregularity, cooling-down deformations and electromagnetic deformations. The local irregularities such as feeders, layer connections, adjacent-conductor connections of the coils also produce an error field. The eddy currents on the supporting shell structure of SC coils, the cryostat, etc. are also evaluated. All irregular effects are analyzed using Fourier decomposition and field mapping methods for the LHD design, and it is confirmed that the present design of the superconducting coil system satisfies the design criterion for these field irregularities.
不規則磁場は磁気閉じ込め系の有理面と共鳴し、磁気島およびエルゴード層を形成し、プラズマ閉じ込めを破壊する。この閉じ込め破壊を回避するため、LHD装置では磁場精度10⁻⁴の要求が磁気精度設計基準として採用されている。この基準に従い、望ましくない磁気島の幅はプラズマ半径の10分の1未満に保たれる。超伝導ヘリカルコイルおよびポロイダルコイルからの不規則磁場は、巻線不規則性、据付不規則性、冷却変形および電磁変形によって生じる。フィーダー、層間接続、コイルの隣接導体接続などの局所的不規則性も誤差磁場を生じさせる。超伝導コイルの支持構造体、クライオスタット等における渦電流も評価される。すべての不規則効果は、LHD設計においてフーリエ分解および磁場写像法を用いて解析され、超伝導コイルシステムの現在の設計がこれらの磁場不規則性に対する設計基準を満たすことが確認されている。