Conditions for achieving a steady state in an axisymmetric toroidal system are studied with emphasis on a very-high-beta field-reversed configuration. The analysis is carried out for the electromotive force produced by the Ohkawa current that is induced by neutral-beam injection. It turns out that, since the perpendicular component of the current ⊥ to the magnetic field can be generated automatically by the diamagnetic effect, only the parallel component || must be driven by the electromotive force. The drive of || generates shear in the field line so that the pure toroidal field on the magnetic axis is rotated towards the plasma boundary and matched to the external field lines. This matching condition determines the necessary amount of injection beam current and power. It is demonstrated that a very-high-beta field-reversed configuration requires only a small amount of current-driving beam power because almost all the toroidal current except that close to the magnetic axis is carried by the diamagnetic current due to high beta. A low-beta tokamak, on the other hand, needs very high current-driving power since most of the toroidal current is composed of || which must be driven by the beam.
軸対称トーラス系における定常状態の達成条件について、非常に高いベータ値を有する磁場反転配位に焦点を当てて研究する。解析は、中性粒子ビーム入射によって誘起される大川電流によって生成される起電力に対して行われる。磁場に垂直な電流成分⊥は反磁性効果によって自動的に生成され得るため、磁場に平行な電流成分‖のみを起電力によって駆動すればよいことが分かる。‖の駆動は磁力線にシアを生成し、磁気軸上の純トロイダル磁場がプラズマ境界に向かって回転し、外部磁力線と整合する。この整合条件によって、必要な入射ビーム電流とパワーの量が決定される。非常に高いベータ値を有する磁場反転配位では、トロイダル電流のほとんどが高ベータ効果による反磁性電流によって担われるため、磁気軸近傍を除いて、必要な電流駆動ビームパワーはわずかで済むことが実証される。一方、低ベータトーラスでは、トロイダル電流の大部分がビームによって駆動される‖成分で構成されるため、非常に高い電流駆動ビームパワーが必要となる。