Spheromaks sustained by coaxial helicity injection differ from unsustained spheromaks in the profiles of the ratio of current to magnetic field and of the safety factor. Ideal MHD modelling with Taylor relaxed profiles in the injector predicts that the safety factor in the confined region will generally lie between 0.5 and 1, with a divergence on the separatrix since the open field lines carry current from the injector. The safety factor can be single or double valued, depending on the current profile. The modelling predicts that there are no mode rational surfaces with m = 1 except very near the separatrix; this is expected to determine the unstable resistive tearing modes associated with the dynamo which drives the discharge current. The resulting low magnetic shear has a beta (∼2%) at the Mercier limit, which can be improved by current profiles differing significantly from the Taylor state or by other effects such as plasma flow. Examples are presented for the Sustained Spheromak Physics Experiment recently constructed at LLNL.
コアキシャルヘリシティ入射によって維持されるスフェロマクは、電流対磁場の比および安全係数の分布において、維持されないスフェロマクとは異なる。テイラー緩和プロファイルを有する理想MHDモデリングにより、入射器内のテイラープロファイルは、閉じ込め領域における安全係数が一般に0.5から1の間にあることを予測し、セパラトリクス上では、開いた磁力線が入射器から電流を運ぶため、発散が生じる。安全係数は、電流分布に応じて単一値または二重値となり得る。モデリングは、m = 1のモード有理面がセパラトリクスのごく近傍を除いて存在しないことを予測する。これは、放電電流を駆動するダイナモに関連する不安定な抵抗性テアリングモードを決定すると期待される。結果として生じる低い磁気シアは、メルシエ限界におけるベータ値(∼2%)を有するが、これはテイラー状態から大きく逸脱した電流分布や、プラズマ流などの他の効果によって改善され得る。最近LLNLで建設されたSustained Spheromak Physics Experimentについての例が示されている。