The stochastic diffusion (SD) resulting from collisionless transformations between locally trapped and locally passing orbits may lead to a significant loss of energetic particles from stellarator plasmas (Beidler C D et al 2001 Phys. Plasmas8 2731). In this work, a method to mitigate the consequences of SD is suggested. The method consists of changing the shapes of the separatrices between the locally trapped and locally passing states so that most separatrices do not cross the plasma boundary, which is achieved with a suitable modification of the magnetic configuration. It is demonstrated analytically that in this way the particle loss because of the SD may be reduced significantly, even though the SD still occurs. In particular, it is possible to protect fast particles inside a certain radius from SD loss. It is shown that a variation of the electric field can also affect the SD loss. The modifications of the magnetic configuration and the electric field required for the mitigation are quantified for a configuration of the stellarator Wendelstein 7-X.
局所的に捕捉された軌道と局所的に通過する軌道との間の無衝突遷移に起因する確率的拡散(SD)は、ステラレータプラズマからの高エネルギー粒子の大きな損失をもたらす可能性がある(Beidler C D et al 2001 Phys. Plasmas 8 2731)。本論文では、SDによる影響を緩和する方法を提案する。この方法は、局所的に捕捉された状態と局所的に通過する状態との間のセパラトリクスの形状を変更し、ほとんどのセパラトリクスがプラズマ境界を横切らないようにするものであり、磁場配位を適切に修正することによって達成される。解析的に、この方法によりSDによる粒子損失が有意に低減され得ることが示される。特に、特定の半径より内側の高速粒子をSD損失から保護することが可能である。また、電場の変化もSD損失に影響を及ぼし得ることが示される。緩和に必要な磁場配位および電場の修正は、ステラレータWendelstein 7-Xの配位について定量化される。