To improve the low-frequency spectrum of magnetic field measurements of future tokamak reactors such as ITER, several steady-state magnetic sensor technologies have been considered. For all the studied technologies it is always advantageous to place the sensors outside the vacuum vessel and as far away from the reactor core to minimize radiation damage and temperature effects, but not so far as to compromise the accuracy of the equilibrium reconstruction.We have studied to what extent increasing the distance between out-vessel sensors and plasma can be compensated for sensor accuracy and/or density before the limit imposed by the degeneracy of the problem is reached. The study is particularized for the Swiss TCV tokamak, due to the quality of its magnetic data and its ability to operate with a wide range of plasma shapes and divertor configurations. We have scanned the plasma boundary reconstruction error as a function of out-vessel sensor density, accuracy and distance to the plasma. The study is performed for both the transient and steady-state phases of the tokamak discharge.We find that, in general, there is a broad region in the parameter space where sensor accuracy, density and proximity to the plasma can be traded for one another to obtain a desired level of accuracy in the reconstructed boundary, up to some limit.Extrapolation of the results to a tokamak reactor suggests that a hybrid configuration with sensors inside and outside the vacuum vessel could be used to obtain a good boundary reconstruction during both the transient and the flat-top of the discharges, if out-vessel magnetic sensors of sufficient density and accuracy can be placed sufficiently far outside the vessel to minimize radiation damage.
将来のトカマク炉（ITERなど）の磁場測定の低周波数スペクトルを改善するために、いくつかの定常磁気センサー技術が検討されてきた。研究されたすべての技術について、放射線損傷と温度効果を最小化するために、センサーを真空容器の外側かつ炉心からできるだけ遠くに配置することが常に有利であるが、平衡再構成の精度を損なうほど遠くに配置してはならない。我々は、問題の縮退によって課される限界に達する前に、容器外センサーとプラズマの間の距離の増大がセンサー精度および/または密度によってどの程度補償され得るかを研究した。この研究は、磁気データの質と、幅広いプラズマ形状およびダイバータ配位で運転する能力により、スイスのTCVトカマクに特化して行われた。我々は、容器外センサーの密度、精度、およびプラズマまでの距離の関数として、プラズマ境界再構成誤差を走査した。この研究は、トカマク放電の過渡期と定常期の両方について行われた。一般に、再構成された境界において所望の精度レベルを得るために、センサー精度、密度、およびプラズマへの近接性が互いに交換可能であるパラメータ空間の広い領域が、ある限界まで存在することが分かった。トカマク炉への結果の外挿は、放電の過渡期とフラットトップ期の両方において良好な境界再構成を得るために、真空容器の内側と外側にセンサーを備えたハイブリッド構成が使用され得ることを示唆する。ただし、十分な密度と精度を有する容器外磁気センサーが、放射線損傷を最小化するために容器の十分外側に配置できる場合に限る。