The spherical torus is a very small aspect ratio (A < 2) confinement concept obtained by retaining only the indispensable components, such as the toroidal field coils, inboard to the plasma torus. MHD equilibrium calculations show that spherical torus plasmas with an edge safety factor qa > 2 are characterized by high toroidal beta (βt > 0.2), low poloidal beta (βp < 0.3), naturally large elongation (κ ≅ 2), large plasma current with Ip/(aBt0) up to about 7 MA·mT−1, strong paramagnetism (Bt/Bt0 > 1.5), and strong magnetic helical pitch (Θ comparable to F). A large near-omnigeneous region is seen in the large major radius, bad curvature region of the plasma in comparison with the conventional tokamaks. These features combine to engender the spherical torus plasma in a unique physics regime which permits compact fusion at low field and modest cost. Because of its strong paramagnetism and helical pitch, the spherical torus plasma shares some of the desirable features of spheromak and reversed-field pinch (RFP) plasmas, but with tokamak-like confinement and safety factor q. The general class of spherical tori, which includes the spherical tokamak (q>1), the spherical pinch (1>q>0), and the spherical RFP (q<0), have magnetic field configurations unique in comparison with conventional tokamaks and RFPs.
球状トーラスは、プラズマトーラスの内側にトロイダル磁場コイルなどの不可欠な構成要素のみを保持することによって得られる、非常に小さなアスペクト比 (A < 2) の閉じ込め概念である。MHD平衡計算は、エッジ安全係数 qa > 2 を持つ球状トーラスプラズマが、高いトロイダルベータ (βt > 0.2)、低いポロイダルベータ (βp < 0.3)、自然に大きな伸長度 (κ ≅ 2)、Ip/(aBt0) が約 7 MA·mT−1 までの大きなプラズマ電流、強い常磁性 (Bt/Bt0 > 1.5)、および強い磁気ヘリカルピッチ (Θ は F に匹敵) によって特徴づけられることを示している。従来のトカマクと比較して、プラズマの大半径側の悪曲率領域に大きな準オムニジェナス領域が見られる。これらの特徴が組み合わさって、球状トーラスプラズマは、低磁場かつ適度なコストでのコンパクト核融合を可能にする独自の物理領域を生み出す。その強い常磁性とヘリカルピッチのために、球状トーラスプラズマは、スフェロマクおよび逆転磁場ピンチ (RFP) プラズマの望ましい特徴の一部を共有するが、トカマク様の閉じ込めと安全係数 q を有する。球状トカマク (q>1)、球状ピンチ (1>q>0)、球状RFP (q<0) を含む球状トーラスの一般的なクラスは、従来のトカマクおよびRFPと比較して独自の磁場配位を有する。