The advanced beam-driven FRC is a field reversed configuration (FRC) with the addition of neutral beam (NB) injection, electrode biasing, and magnetic expander divertors. The resulting configuration has novel features that make it necessary to revisit many key results in FRC theory. Three of these features include (i) a large energetic ion population, (ii) in-principle capability to adjust the electric field and rotation profiles, and (iii) a combination of magnetic and electrostatic confinement of electrons in the SOL. In some fueling scenarios the electron density profile may exhibit a significant peak outside of the separatrix. To explore these features a hybrid fluid/kinetic equilibrium model has been used to reconstruct typical experimental profiles of the C-2W experiment. Results indicate that the energetic ions provide at least 50% of the total plasma pressure. These equilibrium profiles have been used as initial conditions for global, cross-separatrix, turbulent transport simulations using the 3D electrostatic particle-in-cell code ANC. Electrostatic fluctuations were found to nonlinearly saturate at an amplitude which is an order magnitude lower than that observed previously. The tokamak turbulence code GTC code has also been extended to handle FRC physics in the new GTC-X version, which has been used to perform simulations of turbulent transport in the SOL relevant to electrode biasing. It is found that equilibrium E × B flow shear significantly decreases ion temperature gradient saturation amplitude and ion heat transport. Also in the SOL, a 1D2V continuum code has been developed and applied to parallel electron heat transport. Results show the formation of pre-sheath potential and reduction of parallel electron heat loss close to the ideal ambipolar limit, a result which has been validated by experimental diagnostics. These transport modifications caused by the three novel configuration features help to explain the remarkable plasma performance of the C-2W experiment.
高度なビーム駆動FRCは、中性粒子ビーム入射、電極バイアス、および磁気エキスパンダーダイバータを追加した反転磁場配位（FRC）である。この結果得られる配位は新規な特徴を有しており、FRC理論における多くの重要な結果を再検討する必要がある。これらの特徴のうち3つは、（i）大きな高エネルギーイオン集団、（ii）電場と回転分布を調整する原理的な能力、および（iii）SOLにおける電子の磁気的および静電的閉じ込めの組み合わせである。いくつかの燃料供給シナリオでは、電子密度分布がセパラトリックス外側に有意なピークを示すことがある。これらの特徴を探求するために、ハイブリッド流体・運動論的平衡モデルを用いて、C-2W実験の典型的な実験分布を再構築した。結果は、高エネルギーイオンが全プラズマ圧力の少なくとも50%を提供することを示している。これらの平衡分布は、3次元静電粒子インセルコードANCを用いた、大域的かつセパラトリックスを横断する乱流輸送シミュレーションの初期条件として使用された。静電揺動は、以前に観測されたものより一桁低い振幅で非線形的に飽和することが見出された。トカマク乱流コードGTCも、新しいGTC-XバージョンにおいてFRC物理を扱うように拡張され、電極バイアスに関連するSOL内の乱流輸送シミュレーションを実行するために使用された。平衡E×B流シアがイオン温度勾配の飽和振幅とイオン熱輸送を有意に減少させることが見出された。また、SOLにおいては、1D2V連続体コードが開発され、平行電子熱輸送に適用された。結果は、プレシース電位の形成と、理想的な両極性限界に近い平行電子熱損失の低減を示しており、この結果は実験的診断によって検証されている。これら3つの新規な配位特徴によって引き起こされる輸送の変更は、C-2W実験の顕著なプラズマ性能を説明する一助となる。