In order to investigate the separatrix structure inside the plasma, the magnetohydrodynamic (MHD) equilibrium and the high-energy particle orbit are studied for the Large Helical Device plasmas with two magnetic axes located within the two lobes of a figure-eight magnetic separatrix. Magnetic axes are split for strongly elongated cross section by the external quadrupole field. MHD equilibria without assuming existence of nested flux surfaces are obtained from the HINT code. For the vertical elongation, the figure-eight structure evolves due to the finite beta effect and the structure of magnetic field lines outside the separatrix is ergodized. For the horizontal elongation, the Shafranov shift is very large Δ/a > 0.5. To see MHD equilibrium beta limit, high beta equilibrium (∼5%) is studied. The magnetic axis shifts extremely to the outside of the torus and a new figure-eight separatrix appears. The particle orbit on the separatrix is studied by solving the guiding-centre drift equation on the rectangular grid. If the reflecting point of the trapped particle is close to the separatrix, the banana width is very large implying large, nonlocal neoclassical transport.
プラズマ内部のセパラトリックス構造を調査するため、Large Helical Deviceプラズマにおいて、8の字状磁気セパラトリックスの2つのローブ内に位置する2つの磁気軸を持つ配位について、磁気流体力学(MHD)平衡と高エネルギー粒子軌道を研究した。強く伸長された断面において、外部四重極磁場により磁気軸は分裂する。入れ子状の磁気面の存在を仮定しないMHD平衡は、HINTコードを用いて求めた。垂直方向の伸長の場合、8の字構造は有限ベータ効果によって発展し、セパラトリックス外部の磁力線構造はエルゴード化する。水平方向の伸長の場合、Shafranovシフトは非常に大きくΔ/a > 0.5となる。MHD平衡ベータ限界を調べるため、高ベータ平衡(∼5%)を研究した。磁気軸はトーラス外部へ極端にシフトし、新しい8の字状セパラトリックスが現れる。このセパラトリックス上の粒子軌道は、矩形グリッド上でガイドセンタードリフト方程式を解くことにより研究した。捕捉粒子の反射点がセパラトリックスに近い場合、バナナ幅は非常に大きくなり、これは大きな非局所的新古典輸送を示唆する。