The influence of ferritic steel on low-shear stellarator/heliotron magnetic configurations is investigated for the Heliotron J device using a point dipole magnetisation model. By numerically evaluating ferritic steel plates assumed at several locations inside the Heliotron J vacuum vessel, the changes in the rotational transform and magnetic island width are shown to be sensitive to the installation location. This location sensitivity arises from the toroidal variation of poloidal mode coupling between the background nonaxisymmetric field and ferritic-steel perturbation, rather than being determined solely by the perturbation amplitude. The resulting mode coupling can enhance the resonant vacuum magnetic perturbation at specific locations. Ferritic steel plates placed on the outer side of a straight section produce the most significant changes in the magnetic topology and exhibit the highest sensitivity to violations of the toroidal periodicity. Additionally, we show that appropriate arrangements of passive magnetic dipoles can reduce the effective helical ripple while preserving the vacuum magnetic well depth in Heliotron J, and can induce a stellarator-asymmetric boundary perturbation in low-field experiments.
フェライト鋼が低シアのステラレータ／ヘリオトロン磁気配位に及ぼす影響を、ヘリオトロンJ装置について点双極子磁化モデルを用いて調べた。ヘリオトロンJの真空容器内部のいくつかの場所に設置されたと仮定したフェライト鋼板を数値的に評価することにより、回転変換および磁気島幅の変化が設置場所に敏感であることが示された。この場所敏感性は、背景の非軸対称場とフェライト鋼摂動との間のポロイダルモード結合のトロイダル方向の変化に起因しており、単に摂動振幅のみによって決まるわけではない。結果として生じるモード結合は、特定の場所において共鳴真空磁気摂動を増強し得る。直線部の外側に配置されたフェライト鋼板は、磁気トポロジーの変化を最も顕著に引き起こし、トロイダル周期性の破れに対する感度も最も高いことを示す。さらに、受動磁気双極子の適切な配置により、ヘリオトロンJにおける真空磁気井戸の深さを保ちつつ実効ヘリカルリップルを低減でき、また低磁場実験においてステラレータ非対称境界摂動を誘起できることを示す。