The motion and equilibrium is investigated of a plasma confined by an arbitrary magnetic field where the lines of force are either closed inside the confinement volume or form a bottle between two magnetic mirrors, (a) Stationary states are treated for which macroscopic fluid motions are allowed to take place in the plasma. Such states represent a larger class of equilibria than the static ones where the plasma is assumed to be at rest all over space, (b) For a hot plasma confined i n a closed magnetic bottl e the fluid motions decay at essentially the same rate as the pressure gradients and the electric currents, (c) A modified deduction is presented of the average guiding centre drifts from field line to field line in the αβ space defined by the magnetic field. The drifts include contributions from the electric field and the magnetic gradient, (d) The contribution to the macroscopic particle flux from the gyro motion is averaged along the field lines to form a corresponding flux in αβ space. An average macroscopic fluid velocity is further obtained by superimposing the contributions from the guiding centre drifts and the gyro motion, (e) The mechanisms producing density changes and charge separation phenomena are treated in terms of the average macroscopic fluid velocity. They are found to be due to the average guiding centre drifts only, (f) An analysis is performed in terms of the velocities in αβ space of equilibria for which local fluid velocities are allowed to exist in the plasma. For a particular class of such states an electric field can be set up which, on the average, keeps the plasma at rest on each field line, (g ) The results indicate that plasma confinement should becom e possible in ring-current configurations with magnetically screened supports, provided that the plasma remains stable and that there are no excessive losses in the small weak field regions close to the leads where this analysis is inapplicable.
任意の磁場によって閉じ込められたプラズマの運動と平衡が調べられる。ここで、力線は閉じ込め体積内で閉じているか、または二つの磁気鏡の間にボトルを形成する。(a) プラズマ内で巨視的流体運動が起こることを許される定常状態が扱われる。そのような状態は、プラズマが全空間で静止していると仮定される静的な状態よりも広いクラスの平衡を表す。(b) 閉じた磁気ボトルに閉じ込められた高温プラズマに対しては、流体運動は圧力勾配および電流と本質的に同じ割合で減衰する。(c) 磁場によって定義されるαβ空間における力線から力線への平均ガイド中心ドリフトの修正された導出が提示される。そのドリフトは電場と磁場勾配からの寄与を含む。(d) ジャイロ運動からの巨視的粒子束への寄与は、力線に沿って平均され、αβ空間における対応する束を形成する。さらに、ガイド中心ドリフトとジャイロ運動からの寄与を重ね合わせることにより、平均巨視的流体速度が得られる。(e) 密度変化と電荷分離現象を生み出す機構は、平均巨視的流体速度の観点から扱われる。それらは平均ガイド中心ドリフトのみに起因することが見出される。(f) プラズマ内に局所的な流体速度が存在することを許される平衡のαβ空間における速度の観点から解析が行われる。そのような状態の特定のクラスに対して、平均的に各力線上でプラズマを静止させておく電場を設定することができる。(g) 結果は、プラズマが安定に保たれ、かつ、この解析が適用できないリード線に近い小さな弱磁場領域において過度の損失がないならば、磁気的に遮蔽された支持部を備えたリング電流配位においてプラズマ閉じ込めが可能になるはずであることを示している。