In a tokamak the attainable β-values are restricted by the limitations of MHD-stability. The necessary improvement of the β-value should, however, be possible by going over to a non-circular plasma cross-section. In this paper, the theoretical conditions for such an improvement are discussed (e.g. volume currents peaked on axis, flattened ends of the elongated cross-section and diamagnetic plasma). Experimental investigations of this problem have been carried out in the Belt Pinch, where plasma production and heating is achieved by fast magnetic compression. This heating method is unusual for a tokamak, but is, at present, the only method of approaching the interesting β-regime (<β> ≈ 10 – 50%) and, especially, βpol > 1 operation.The main result of the Belt Pinch experiments is that MHD-stability requires about the same qcrit-value (≈ 3) also needed in circular-cross-section tokamaks, at least for the present plasma parameters and time scale (b/a ≈ 10, R/a ≈ 7, <β> ≈ 50%, <βpol> ≈5, Te ≈Ti ≈ 25 – 40 eV, <ne> ≈ 5 – 7 × 1014 cm−3, values approximately constant for the high-β-phase of 50 μs). Violation of q-condition, however, results in fast-growing modes which destroy the plasma equilibrium within several μs. Compared with such an unstable case, stability for t ≈ 50 μs means stable behaviour for about 20 MHD-growth-times. Numerical calculations indicate a further improvement in present and future experiments with suonger shock-heating and increased temperatures (T > 100 eV).
トカマクにおいて、達成可能なβ値はMHD安定性の制約によって制限される。しかしながら、非円形プラズマ断面に移行することにより、β値の必要な改善が可能となるはずである。本論文では、そのような改善のための理論的条件について議論する（例えば、軸上でピークを持つ電流分布、細長い断面の端部の平坦化、反磁性プラズマなど）。この問題に関する実験的調査がベルトピンチにおいて実施されてきた。ベルトピンチでは、プラズマの生成と加熱は高速磁気圧縮によって達成される。この加熱方法はトカマクにとっては異例であるが、現在のところ、興味深いβ領域（<β> ≈ 10 – 50%）に到達し、特にβpol > 1の運転を実現する唯一の方法である。ベルトピンチ実験の主な結果は、MHD安定性には、円形断面トカマクで必要とされるのとほぼ同じq臨界値（qcrit ≈ 3）が必要であることを示している。少なくとも、現在のプラズマパラメータと時間スケール（b/a ≈ 10、R/a ≈ 7、<β> ≈ 50%、<βpol> ≈ 5、Te ≈ Ti ≈ 25 – 40 eV、<ne> ≈ 5 – 7 × 10^14 cm^-3、これらの値は高β相の50 μsの間ほぼ一定）においてはそうである。しかしながら、q条件に違反すると、数μs以内にプラズマ平衡を破壊する高速モードが発生する。このような不安定な場合と比較すると、t ≈ 50 μsの安定性は、約20回のMHD成長時間にわたる安定な挙動を意味する。数値計算によれば、より強力な衝撃加熱とより高い温度（T > 100 eV）を用いた現在および将来の実験において、さらなる改善が可能であることが示されている。