We present the optimization of compact quasi-axisymmetric stellarators with aspect ratio as low as A = 2.4 and varying number of field periods. This previously unexplored optimization space has the striking feature that the symmetry-preserving perturbations remain mostly on the inboard side, and that the axisymmetric volume is large compared to previous designs. Configurations of two, three, and four field periods are presented which feature an average external rotational transform of 0.1, expected to act stabilizing, while obeying quasi-symmetry sufficiently enough to provide confinement to alpha particles at a typical reactor scale. We highlight the impact of different physics constraints on the achievable quasi-symmetry and optimized plasma boundaries, and discuss the trade-offs faced in the choice of the number of field periods.
我々は、アスペクト比がA = 2.4という低さまで縮小され、かつ磁場周期数が異なる、コンパクトな準軸対称ステラレーターの最適化を提示する。このこれまで未探索の最適化空間は、対称性を保存する摂動が主に内側に留まり、軸対称体積が従来設計と比較して大きいという顕著な特徴を持つ。2、3、4つの磁場周期を持つ配位が提示され、これらは平均外部回転変換が0.1であり、安定化効果を持つと期待される一方で、典型的な炉心スケールでアルファ粒子を閉じ込めるのに十分な準対称性を満たす。我々は、達成可能な準対称性と最適化されたプラズマ境界に対する異なる物理的制約の影響を強調し、磁場周期数の選択において直面するトレードオフについて議論する。