The paper presents an analysis of the magnetohydrodynamic stability of the axisymmetric system consisting of a free boundary tokamak plasma with non-circular cross-section, finite resistivity passive conductors, and an active feedback system with magnetic flux pickup loops, a proportional amplifier with gain G and current carrying poloidal field coils. A numerical simulation of the system when G is set to zero identifies flux loop locations which correctly sense the plasma motion. However, when certain of these locations are incorporated into an active feedback scheme, the plasma fails to be stabilized, no matter what value of the gain is chosen. Analysis on the basis of an extended energy principle indicates that this failure is due to the deformability of the plasma cross-section.
本論文は、非円形断面を有する自由境界トカマクプラズマ、有限抵抗受動導体、および磁束検出ループを備えた能動フィードバックシステム、利得Gを有する比例増幅器、ならびに電流担持ポロイダル磁場コイルから構成される軸対称系の磁気流体力学安定性の解析を提示する。Gをゼロに設定した場合の系の数値シミュレーションにより、プラズマの運動を正確に検出する磁束検出ループの位置が特定される。しかしながら、これらの位置の一部を能動フィードバック方式に組み込んだ場合、選択される利得の値にかかわらず、プラズマの安定化は達成されない。拡張エネルギー原理に基づく解析は、この失敗がプラズマ断面の変形可能性に起因することを示している。