Recent experiments from the Large Helical Device indicate that plasma flow can play a primary role in 'healing' vacuum magnetic islands in stellarators. The observed elimination of magnetic islands tends to occur at low collisionality and high plasma β. A model explaining this phenomenon is developed reminiscent of 'mode locking/unlocking' physics of tokamak and reversed field pinch experiments. The theory describes transitions between two asymptotic solutions, a state with a large non-rotating island and a state where rotation shielding suppresses island formation. Transitions between these two states are governed by coupled torque balance and island evolution equations. In conventional stellarators, neoclassical damping physics plays an important role in establishing the flow profiles. The balance of neoclassical damping and cross-field viscosity produces a radial boundary layer for the plasma rotation profile outside the separatrix of a locked magnetic island. The width of this boundary layer decreases as the plasma becomes less collisional. This has the consequence of enhancing the viscous torque at low collisionality making healing magnetic islands occur more readily in high temperature conventional stellarators.
最近の大型ヘリカル装置による実験は、プラズマ流がステラレーターにおける真空磁気島の「自己修復」に主要な役割を果たし得ることを示している。観測された磁気島の消滅は、低衝突周波数かつ高プラズマβで生じる傾向がある。この現象を説明するモデルが、トカマクおよび逆転磁場ピンチ実験の「モードロック／アンロック」物理を連想させるものとして開発された。この理論は、2つの漸近解、すなわち大きな非回転島を有する状態と、回転遮蔽が島形成を抑制する状態との間の遷移を記述する。これら2つの状態間の遷移は、連立したトルクバランス式と島発展方程式によって支配される。従来型ステラレーターでは、新古典論的減衰物理がフロー分布の確立に重要な役割を果たす。新古典論的減衰と断面方向粘性との釣り合いは、ロックされた磁気島のセパラトリックス外側におけるプラズマ回転分布の動径境界層を生成する。この境界層の幅は、プラズマの衝突性が低くなるにつれて減少する。このことは、低衝突周波数における粘性トルクを増強させ、高温の従来型ステラレーターにおいて磁気島の自己修復をより起こりやすくするという結果をもたらす。