Helical equilibria can be generated by arrangements of planar coils similar to tokamaks, but without a central solenoid and with the toroidal field (TF) coils tilted with respect to the vertical. This is known from earlier numerical works, e.g. Moroz 1995 Phys. Plasmas2 4269. However, such concept tends to need large coils but form small plasmas (of large aspect ratio). Here it is numerically shown that larger, more attractive vacuum flux surfaces—relative to the size of the device—can be generated by carefully optimizing the inclination of the TF coils and currents in the various coil-sets. Vacuum configurations of aspect ratios as low as 4.1 are found for six tilted TF circular coils. Higher numbers of TF coils have advantages (smaller effective ripple) and disadvantages (lower rotational transform, smaller plasma). Finally, the aspect ratio A of the vacuum flux surfaces is quantified as a function of the ratio Ac of the coil radius to the radial location of the coil center. It is found that, in order to minimize A, it is beneficial to interlink or marginally interlink the TF coils (Ac ≲ 1).
ヘリカル平衡は、トカマクと類似した平面コイルの配置によって生成できるが、中心ソレノイドを必要とせず、トロイダル磁場（TF）コイルを鉛直方向に対して傾斜させる。これは、例えばMoroz 1995 Phys. Plasmas 2 4269といった先行研究で知られている。しかしながら、このような概念は、大型のコイルを必要とする一方で、小型のプラズマ（大きなアスペクト比）しか形成しない傾向がある。本論文では、TFコイルの傾斜角と各コイルセットの電流を注意深く最適化することにより、装置サイズに対してより大きな、より魅力的な真空磁束面を生成できることを数値的に示す。6つの傾斜TF円形コイルに対して、アスペクト比が4.1まで低い真空配位が見出された。TFコイルの数を増やすことには、利点（より小さな有効リップル）と欠点（より低い回転変換、より小さなプラズマ）の両方がある。最後に、真空磁束面のアスペクト比Aが、コイル中心の半径方向位置に対するコイル半径の比Acの関数として定量化される。Aを最小化するためには、TFコイルを相互に連結させるか、またはわずかに連結させることが有利であることが見出された（Ac ≲ 1）。