A new type of axisymmetric magnetohydrodynamic equilibrium is presented. It is characterized by a region of pressure and safety factor variation with a short scale length imposed as a perturbation. The equilibrium consistent with these profile variations can be calculated by means of an asymptotic expansion. The flexibility obtained by generating such equilibria allows for a close examination of the mechanisms that are relevant to ballooning instabilities – ideal-MHD modes with large toroidal mode number. The so-called first and second regions of stability against these modes are seen well within the limits of validity of the asymptotic expansion. It appears that the modes must be localized in regions with small values of the local shear of the magnetic field. The second region of stability occurs where the local shear is large throughout the range where the magnetic-field-line curvature is destabilizing.
新タイプの軸対称磁気流体力学平衡が提示される。それは、短いスケール長を持つ圧力および安全係数の変動領域を特徴とし、摂動として課される。これらのプロファイル変動と整合する平衡は、漸近展開によって計算することができる。このような平衡を生成する際の柔軟性により、バルーニング不安定性——すなわち、大きなトロイダルモード数を持つ理想MHDモード——に関連する機構を詳細に調べることが可能となる。これらのモードに対するいわゆる第一および第二の安定領域は、漸近展開の妥当性の範囲内で明確に確認される。モードは、磁力線の曲率が不安定化をもたらす領域全体にわたって局所シアーが大きい場合に、磁場の局所シアーが小さい領域に局在化しなければならないことが示される。第二の安定領域は、磁力線の曲率が不安定化する範囲全体にわたって局所シアーが大きい場合に発生する。