Using analytic calculations, the effects of the edge flux surface shape and the toroidal current profile on the penetration of flux surface shaping are investigated in a tokamak. It is shown that the penetration of shaping is determined by the poloidal variation of the poloidal magnetic field on the surface. This fact is used to investigate how different flux surface shapes penetrate from the edge. Then, a technique to separate the effects of magnetic pressure and tension in the Grad–Shafranov equation is presented and used to calculate radial profiles of strong elongation for nearly constant current profiles. Lastly, it is shown that more hollow toroidal current profiles are significantly better at conveying shaping from the edge to the core.
解析的計算を用いて、トカマクにおける磁気面形状の浸透に対する端部磁気面形状とトロイダル電流分布の影響を調べた。磁気面形状の浸透は、磁気面上のポロイダル磁場のポロイダル方向変化によって決定されることが示された。この事実を用いて、異なる磁気面形状が端部からどのように浸透するかを調べた。次に、Grad–Shafranov方程式における磁気圧と磁気張力の効果を分離する手法を提示し、ほぼ一定の電流分布に対する強い伸長度の動径分布を計算するために用いた。最後に、より中空なトロイダル電流分布は、端部からコアへの形状の伝達において有意に優れていることが示された。