A weak radial electric field can suppress radial excursions of a guiding center from its mean magnetic surface. The physical origin of this effect is the smearing action by a poloidal E × B rotation, which tend to cancel out the inward and outward radial drifts. A use of this phenomenon may provide larger margins for magnetic field shaping with radial confinement of particles maintained in the collision free idealization. Mirror fields, stabilized by a quadrupolar field component, are of particular interest for their MHD stability and the possibility to control the quasi neutral radial electric field by biased potential plates outside the confinement region. Flux surface footprints on the end tank wall have to be traced to avoid short-circuiting between biased plates. Assuming a robust biasing procedure, moderate voltage demands for the biased plates seems adequate to cure even the radial excursions of Yushmanov ions which could be locally trapped near the mirrors. Analytical expressions are obtained for a magnetic quadrupolar mirror configuration which possesses minimal radial magnetic drifts in the central confinement region. By adding a weak controlled radial quasi-neutral electric field, the majority of gyro centers are predicted to be forced to move even closer to their respective mean magnetic surface. The gyro center radial coordinate is in such a case an accurate approximation for a constant of motion. By using this constant of motion, the analysis is in a Vlasov description extended to finite β. A correspondence between that Vlasov system and a fluid description with a scalar pressure and an electric potential is verified. The minimum B criterion is considered and implications for flute mode stability in the considered magnetic field is analyzed. By carrying out a long-thin expansion to a higher order, the validity of the calculations are extended to shorter and more compact device designs.
弱い径方向電場は、ガイド中心の平均磁気面からの径方向のずれを抑制することができる。この効果の物理的起源は、ポロイダル方向のE×B回転によるスミアリング作用であり、これは内向きおよび外向きの径方向ドリフトを相殺する傾向がある。この現象の利用は、衝突のない理想化において粒子の径方向閉じ込めを維持したまま、磁場形状のマージンを大きくする可能性を提供する。四重極磁場成分によって安定化されたミラー磁場は、そのMHD安定性と、閉じ込め領域外のバイアス電極板によって準中性径方向電場を制御できる可能性から、特に興味深い。磁気面上のフットプリントは、バイアス電極板間の短絡を避けるために端壁まで追跡されなければならない。ロバストなバイアス手順を仮定すると、バイアス電極板への適度な電圧要求は、ミラー近傍に局所的に捕捉され得るYushmanovイオンの径方向のずれさえも修正するのに十分であると思われる。最小の径方向磁気ドリフトを有する磁気四重極ミラー配位に対して、解析的表現が得られる。弱い制御された径方向準中性電場を加えることにより、ジャイロ中心の大部分は、それぞれの平均磁気面にさらに近づくように強制されると予測される。このような場合、ジャイロ中心の径方向座標は、運動の定数の正確な近似となる。この運動の定数を用いることにより、解析は有限βのVlasov記述に拡張される。そのVlasov系と、スカラー圧力および電位を有する流体記述との間の対応関係が検証される。最小B条件が考察され、考慮された磁場配位におけるフルートモード安定性への影響が分析される。長細い展開を高次まで実行することにより、計算の妥当性はより短くコンパクトな装置設計にまで拡張される。