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Stability of a closed-line Scyllac, revisited

J.P. Freidberg, R.A. Gerwin1977年被引用 3Nuclear FusionIF 3出版社

An earlier δW-calculation of MHD stability of a Scyllac configuration with equal amplitude ℓ = ±1 helical fields is corrected. In the early calculation, the MHD equilibrium was consistent to first order in the amplitude of the helical field, but not to second order. Unlike other high-β stellarator equilibria, secondorder force balance could not be achieved by the addition of new second-order fields, which would have no effect on stability. In fact, equilibrium to second order could only be constructed with the addition of a Z-independent field of first order. The corrected stability calculation shows that both vertical and horizontal displacements are unstable, with a growth rate scale smaller by ha (≪ 1) than the earlier prediction. The ℓ = ±1 configuration shows some improvement over the ℓ = 1 Scyllac because, although the horizontal growth rate is essentially unchanged, the vertical one proves to be smaller by the factor [(1/2)(1-β)/(4-3β)]1/2. On the other hand, the field line topology of the corrected ℓ = ±1 system is much less satisfactory in that all the magnetic lines outside the plasma leave the system.

日本語訳

初期のScyllac配位における等振幅ℓ = ±1ヘリカル場のMHD安定性に関するδW計算を修正する。初期の計算では、MHD平衡はヘリカル場の振幅に関して一次の精度でしか満たされていなかったが、二次の精度では満たされていなかった。他の高ベータステラレーター平衡とは異なり、二次の力の釣り合いは、安定性に影響を与えない新しい二次場を追加することによっては達成できなかった。実際、二次の平衡は、Zに依存しない一次場を追加することによってのみ構築可能であった。修正された安定性計算は、垂直方向および水平方向の変位がともに不安定であり、その成長率のスケールは初期の予測よりもha(≪ 1)倍小さいことを示している。ℓ = ±1配位は、ℓ = 1のScyllacと比較していくつかの改善を示す。なぜなら、水平方向の成長率は本質的に不変である一方、垂直方向の成長率は係数[(1/2)(1-β)/(4-β)]1/2だけ小さくなることが示されるからである。一方、修正されたℓ = ±1系の磁力線の位相的性質は、プラズマ外部のすべての磁力線が系から脱出するという点で、はるかに満足のいくものではない。

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