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Development of systematic exploration of magnetic configurations in Heliotron J

F Kin, S Kobayashi, A Matsuyama, F Cai, T Kobayashi, T Hoshi, S Satake, S Kado, S I Inagaki, S Konoshima2026年8月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

We develop a systematic configuration-search methodology for the Heliotron J helical-axis heliotron, combining a Bayesian exploration approach with field-line tracing and evaluation of magnetic field structural parameters. The methodology enables efficient exploration of an enormous coil current parameter space ( possible combinations) and is consistent to VMEC equilibrium calculations. As a demonstration, the methodology is applied to search three magnetic configurations: (uniform ripple bottom), (uniform ripple top), and quasi-omnigenous configurations. The exploration successfully identifies configurations with a factor-of-two reduction in , associated with an increase in the bumpiness (toroidal mirror) component. The exploration yields configurations with worse ,as expected, providing as a contrasting reference to the case. A practical omnigenous configuration was not found, suggesting that the inherent toroidicity cannot be overcome through coil current optimization alone. The developed framework provides a practical methodology for systematic magnetic configuration search within a single device, providing the way for element-wise experimental studies of how individual magnetic field components affect confinement in stellarator/heliotron devices.

日本語訳

我々は、ベイズ探索アプローチと磁力線追跡および磁場構造パラメータの評価を組み合わせた、Heliotron J 螺旋軸ヘリオトロンに対する系統的配位探索手法を開発する。この手法は、巨大なコイル電流パラメータ空間 ( 可能な組み合わせ) の効率的な探索を可能にし、VMEC平衡計算と整合的である。実証として、この手法は3つの磁気配位、すなわち (一様リップル底部), (一様リップル顶部)、および準無盲点配位を探索するために適用される。 の探索は、 の2分の1への低減を伴う配位を特定することに成功し、これはバンピネス(トロイダルミラー)成分の増加と関連している。 の探索は、予想通り、より悪い を有する配位をもたらし、 の場合に対する対照的な参照を提供する。実用的な無盲点配位は見つからず、固有のトロイダル性はコイル電流最適化だけでは克服できないことを示唆している。開発された枠組みは、単一の装置内での系統的磁気配位探索のための実用的な方法論を提供し、ステラレーター/ヘリオトロン装置において個々の磁場成分が閉じ込めにどのように影響するかについての要素別実験研究の道を提供する。

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Heliotron

AIによる論文要約

ヘリオトロンJにおける磁場配位の系統的探索手法の開発
JA核融合、特にステラレータ/ヘリオトロンの磁場設計や閉じ込め改善に関心のある学生・研究者。ベイズ最適化や磁力線追跡を用いた配位探索を学びたい人。#ヘリオトロンJ #ステラレータ #磁場配位最適化 #ベイズ最適化 #核融合
LLM向け: {"Title": "ヘリオトロンJにおける磁場配位の系統的探索手法の開発", "Authors": "不明(プロンプトに記載なし)", "Research O…

ヘリオトロンJのようなステラレータでは、コイル電流の組み合わせが膨大で、閉じ込めに良い磁場配位を探すのが大変です。本研究は、ベイズ探索と磁力線追跡、磁場構造の評価を組み合わせ、効率よく配位を探す方法を開発しました。3種類の配位を試し、リップル底部を均一化する探索では実効リップルを約半分にできる配位を見つけ、バンプ成分の増加と関連していました。逆にリップル頂部の均一化は悪化しました。実用的な準等磁場配位は見つからず、トロイダル性はコイル電流最適化だけでは克服しにくいことが示されました。

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