Guiding-centre orbits in non-circular axisymmetric tokamak plasmas are studied in the constants of motion (COM) space of (v, ζ, ψm. Here, v is the particle speed, ζ is the pitch angle with respect to the parallel equilibrium current, J||, at the point in the orbit where ψ = ψm, and ψm is the maximum value of the poloidal flux function (increasing from the magnetic axis) along the guiding-centre orbit. Two D-shaped equilibria in a flux-conserving tokamak having values of 1.3% and 7.7% are used as examples. In this space, each confined orbit corresponds to one and only one point, and different types of orbit (e.g. circulating, trapped, stagnation and pinch orbits) are represented by separate regions or surfaces in the space. It is also shown that the existence of an absolute minimum B in the higher- (7.7%) equilibrium results in an orbit topology dramatically different from that of the lower- case. The differences indicate the confinement of additional high-energy (v → c, within the guiding-centre approximation), trapped, co- and counter-circulating particles, with an orbit ψm falling within the absolute B-well.
非円形軸対称トカマクプラズマにおける案内中心軌道を、(v, ζ, ψm) の運動定数空間において研究する。ここで、v は粒子速度、ζ は平行平衡電流 J|| に対するピッチ角、ψm は案内中心軌道に沿った点において ψ = ψm となる場合のポロイダル磁束関数の最大値(磁気軸から増加)である。磁束保存トカマクにおける2つのD字形平衡状態( 値が1.3%および7.7%)を例として用いる。この空間において、各閉じ込め軌道は唯一つの点に対応し、異なる種類の軌道(例えば、捕捉軌道、周回軌道、停留軌道、ピンチ軌道)は空間内の異なる領域または曲面によって表される。また、より高い 値(7.7%)の平衡状態における絶対最小Bの存在は、より低い 値の場合とは劇的に異なる軌道位相幾何学的構造をもたらすことも示される。これらの差異は、絶対B井戸内にψmを持つ追加の高エネルギー(v → c、案内中心近似の範囲内)捕捉粒子、および同方向・逆方向周回粒子の閉じ込めを示している。