The Large Helical Device (LHD) is a heliotron device with two helical coils, each of which has a structure of three current layers. It is designed so that the current in each layer can be controlled independently by changing the combination of the coil current in the layers, it is possible to vary the effective minor radius of the helical coils, which enlarges the flexibility of the configuration. The properties of the plasmas for several combinations of the layers are investigated numerically. In the vacuum configuration, it is found that the combination of layers corresponding to a large effective coil radius has a large outermost surface. In this case, the rotational transform decreases and the magnetic hill is reduced compared with the configuration with all three layers. The large Shafranov shift, which is due to the small rotational transform, enhances the magnetic well and the magnetic shear to stabilize the Mercier mode; however, it degrades the equilibrium beta limit. In the case of the combination of layers for a small effective coil radius, the Mercier mode is destabilized, because the magnetic hill is enhanced. The effect on the bootstrap current is also studied
大型ヘリカル装置(LHD)は、3つの電流層構造を持つ2つのヘリカルコイルを備えたヘリオトロン装置である。各層の電流を独立に制御できるように設計されており、層の電流組み合わせを変えることでヘリカルコイルの有効小半径を変化させることが可能であり、これにより配位の柔軟性が拡大する。複数の層の組み合わせに対するプラズマの特性を数値的に調査した。真空配位において、大きな有効コイル半径に対応する層の組み合わせは、大きな最外殻磁気面を有することが見出された。この場合、回転変換は減少し、磁気井戸は全層を用いた配位と比較して浅くなる。小さな回転変換に起因する大きなシェフラノフシフトは、磁気井戸と磁気シアを強化してメリエモードを安定化させるが、平衡ベータ限界を低下させる。小さな有効コイル半径に対応する層の組み合わせの場合、磁気井戸が強化されるためメリエモードは不安定化する。また、ブートストラップ電流への影響についても調査した。