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The bootstrap current and its consequences

A G Peeters2000年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The physical mechanism behind the bootstrap current is explained, and theconsequences are discussed with the emphasis on the two main objectives offusion plasma, confinement and MHD stability. For a tokamak reactor that isoptimized for good confinement and stability, and that has a limited size, thetotal plasma current exceeds the bootstrap current by a factor of three tofive and therefore almost all the plasma current must be driven through othermeans. Furthermore, the neoclassical tearing mode which is driven by thebootstrap current is expected to be the limiting MHD instability in thesereactors. Raising the fraction of the bootstrap current is not expected to bebeneficial for confinement and stability expect when broad pressure profiles(internal transport barriers) can be realized. In stellarators severaloptimizations are possible, either optimizing the current to zero such that itdoes not destroy the desired topology, and it does not generate anycurrent-driven instabilities, or using the current to generate some of thepoloidal field.

日本語訳

ブートストラップ電流の背後にある物理的メカニズムを説明し、その結果について、核融合の2つの主要な目的である閉じ込めとMHD安定性に重点を置いて考察する。良好な閉じ込めと安定性のために最適化され、かつ限られたサイズを有するトカマク型炉では、全プラズマ電流はブートストラップ電流の3倍から5倍に達し、したがってほぼ全てのプラズマ電流を他の手段で駆動しなければならない。さらに、ブートストラップ電流によって駆動される新古典テアリングモードは、これらの炉において限界となるMHD不安定性になると予想される。ブートストラップ電流の割合を高めることは、閉じ込めと安定性の観点からは、広い圧力分布(内部輸送障壁)が実現できる場合を除いて、有益であるとは期待されない。ステラレータではいくつかの最適化が可能であり、電流をゼロに最適化して所望のトポロジーを破壊せず、電流駆動不安定性を発生させないようにするか、あるいは電流を用いてポロイダル磁場の一部を生成するかのいずれかである。

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Bootstrap current
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