The optimization of helically symmetric experiment (HSX) for reduced microinstability has been achieved by examining a large set of configurations within a neighborhood of the standard operating configuration. This entailed generating a database of more than 106 magnetic-field configurations for HSX by varying the currents in external coils. Using a set of volume-averaged metrics and gyrokinetic simulations, this database has helped to identify a set of configurations that can be used to regulate trapped-electron-mode stability in HSX. This set of configurations is also found to correlate flux-surface elongation and triangularity with an increase in magnetic-well depth, an increase in rotational transform, and low neoclassical heat-flux relative to the standard quasi-helically-symmetric configuration. These results demonstrate sensitivity of plasma behavior in response to changes in a 3D magnetic field to both neoclassical and gyrokinetic models, and the experimental potential in HSX to explore turbulence optimization. This perturbative optimization approach is not unique to HSX, and can readily be deployed on existing fusion devices to identify novel magnetic-fields to be used in turbulence-optimization experiments.
微視的不安定性を低減するためのヘリカル対称実験（HSX）の最適化は、標準運転配位の近傍にある多数の配位を調べることによって達成された。それには、外部コイルの電流を変化させて、HSXのための106を超える磁場配位のデータベースを生成することが含まれた。体積平均された一連の指標とジャイロ運動論的シミュレーションを用いることで、このデータベースは、HSXにおける捕捉電子モードの安定性を調整するために使用できる配位群を特定するのに役立った。また、この配位群は、磁気面の楕円度および三角形度と、磁気井戸の深さの増加、回転変換の増加、および標準の準ヘリカル対称配位と比較した低い新古典熱流束との相関を示すことが見いだされた。これらの結果は、3次元磁場の変化に応答するプラズマ挙動の、新古典的モデルとジャイロ運動論的モデルの両方に対する感度と、乱流最適化を探求するHSXの実験的可能性を実証している。この摂動的最適化手法はHSXに固有のものではなく、既存の核融合装置に容易に展開でき、乱流最適化実験に使用する新規な磁場を特定することができる。