Omnigenity is a property of a magnetic field which ensures confinement of trapped particles. It is a necessary requirement for any high-performance stellarator. After creating an omnigenous equilibrium, one must also ensure reduced transport resulting from kinetic and magnetohydrodynamic (MHD) instabilities. To this end, we leverage the GPU-accelerated DESC optimization suite, which is used to design stable, finite-β omnigenous equilibria with poloidal, toroidal, and helical symmetry, achieving Mercier, ideal ballooning, and as a consequence, improved kinetic ballooning stability. We discover stellarators with second stability, a regime of large pressure gradient where an equilibrium becomes ideal ballooning stable, and demonstrate and explore both using theory and gyrokinetic simulations the connection between ideal and kinetic ballooning stability.
オムニジェニティは、捕捉粒子の閉じ込めを保証する磁場の性質である。これは、高性能ステラレーターにとって必要な要件である。オムニジェニアス平衡を作成した後、運動論的および磁気流体力学(MHD)不安定性に起因する輸送の低減も確保しなければならない。この目的のために、我々はGPU加速されたDESC最適化スイートを活用する。これは、ポロイダル対称性、トロイダル対称性、およびヘリカル対称性を有する安定な有限βオムニジェニアス平衡を設計するために使用され、Mercier安定性、理想バルーニング安定性、および結果として改善された運動論的バルーニング安定性を達成する。我々は、第二安定性を有するステラレーターを発見する。これは、平衡が理想バルーニング安定になる大きな圧力勾配の領域であり、理論とジャイロ運動論的シミュレーションの両方を用いて、理想バルーニング安定性と運動論的バルーニング安定性の間の関連を実証し、探求する。