The authors have performed a model calculation of a steady-state confinement regime in stellarators. Plasma is assumed to be injected continuously into the magnetic field region in conditions such that the plasma is isothermal and Te = Ti = T = const (or d ln T/d ln N ≪ 1 in the whole of the confinement region considered), and the diffusion process is determined only by pair collisions with allowance for toroidal effects. The calculations relate to stellarators with different multipolarities of the helical field (ℓ = 2,3) and one of the purposes was to compare the possibilities of stellarators as a function of this parameter. Analysis of the particle balance equations, allowing for a self-consistent electrical field and the effects of magnetic confinement in a highly dilute plasma, has shown that a steady-state plasma confinement regime under the conditions considered is not possible for arbitrarily low boundary values of density, Nbound > Ncr. When Nbound < Ncr, the only confinement regime possible is a relaxation regime with a time-pulsating density distribution. The results obtained for steady-state regimes are insensitive to the multipolarity of the helical field ℓ and show that it is possible in principle to use stellarators as the prototype of a thermonuclear reactor within the framework of the approach outlined.
著者らは、ステラレーターにおける定常閉じ込め状態のモデル計算を行った。プラズマは、等温でありTe = Ti = T = 一定（または考慮する閉じ込め領域全体においてd ln T/d ln N ≪ 1）という条件下で、磁場領域へ連続的に注入されると仮定され、拡散過程はトロイダル効果を考慮した二体衝突のみによって決定されるとする。これらの計算は、ヘリカル磁場の多重極性が異なるステラレーター（ℓ = 2, 3）に関連しており、目的の一つは、このパラメータの関数としてステラレーターの可能性を比較することであった。自己無撞着な電場と高希薄プラズマにおける磁気閉じ込めの効果を考慮した粒子バランス方程式の解析により、考慮した条件下では、密度の境界値が任意に低い場合（Nbound > Ncr）には定常プラズマ閉じ込め状態は不可能であることが示された。Nbound < Ncrの場合、可能な閉じ込め状態は時間的に脈動する密度分布を伴う緩和状態のみである。定常状態に関して得られた結果は、ヘリカル磁場の多重極性ℓに対して鈍感であり、概説したアプローチの枠組み内で、ステラレーターを核融合炉の原型として使用することが原理的に可能であることを示している。