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Some theoretical problems of the toroidal plasma equilibrium

V D Shafranov2001年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Two problems of toroidal magnetic plasma confinement systems are considered. The first one is connected with advanced helical systems. The peculiarity of geometry of these stellarator systems with the improved confinement is discussed. Some additional ways for further optimization are marked too.The second problem is concerned with the island structure in toroidal systems. From the very beginning, the theoretical research on plasma equilibrium in stellarators was based mainly on the assumption that the toroidal magnetic surfaces are nested. It means that there is a unique magnetic axis which serves as the edge of the azimuthal coordinate surface θ = const. To avoid the difficulties with such a coordinate in the case of many magnetic axes that result from islands, the tokamak-like representation of the magnetic field B which does not use the coordinate θ is proposed.

日本語訳

トロイダル磁気閉じ込め系の2つの問題を考察する。第1の問題は、先進ヘリカル系に関連するものである。改善された閉じ込めを有するこれらのステラレーター系の幾何学的特異性について論じる。さらなる最適化のための追加的な方法についても指摘する。第2の問題は、トロイダル系におけるアイランド構造に関するものである。当初から、ステラレーターにおけるプラズマ平衡の理論的研究は、トロイダル磁気面が入れ子状であるという仮定に主に基づいていた。これはすなわち、方位角座標θ=一定の曲面の縁として機能する一意な磁気軸が存在することを意味する。アイランドに起因する多数の磁気軸が存在する場合のこのような座標の困難を回避するため、座標θを用いない磁場Bのトカマク型表現を提案する。

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Plasma equilibrium
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