Access to the plasma chamber in a stellarator reactor is essential for maintenance and diagnostics. However, the complex geometry of stellarator coils, often characterized by their strong twisting, can severely limit the space available for access ports. This study introduces a novel optimization approach in which access ports are represented as closed curves on the plasma boundary. By carefully selecting a set of objectives and penalties related to the access port, we demonstrate the first stellarator coil optimization explicitly targeting improved access port size. The trade-off between magnetic field quality and port size is analyzed through the Pareto front of their respective objectives. The optimal location of a port is explained using a current potential approach. Finally, we show that additional shaping coils, such as windowpane coils, can enable the crossing of the Pareto front to achieve superior configurations.
ステラレーター炉におけるプラズマチャンバーへのアクセスは、保守および診断に不可欠である。しかし、ステラレーターコイルの複雑な形状は、しばしば強いねじれを特徴とするが、アクセスポートに利用可能な空間を著しく制限し得る。本研究では、アクセスポートをプラズマ境界上の閉曲線として表現する新たな最適化手法を導入する。アクセスポートに関連する一連の目的関数とペナルティを慎重に選択することにより、アクセスポートサイズの改善を明示的に目標とした初のステラレーターコイル最適化を実証する。磁場品質とポートサイズの間のトレードオフは、それぞれの目的関数のパレートフロントを通じて分析される。ポートの最適な位置は、電流ポテンシャル手法を用いて説明される。最後に、ウィンドウペインコイルなどの追加の成形コイルが、パレートフロントを横断して優れた構成を達成することを可能にすることを示す。