In the advanced reversed-field pinch (RFP), current profile control (CPC) enables energy confinement time and poloidal beta to increase substantially as compared with the conventional RFP due to reduced magnetic field stochasticity. Numerical simulations using the three-dimensional non-linear resistive MHD-code DEBSP are performed showing that the poloidal beta is not limited to the m = 0 stability criterion βθ < 1/2. Instead, as tearing modes are diminished, it may approach unity. The beta criterion is theoretically analysed and a new, more general, criterion is derived. Analytic estimates of the resistive tearing and g-mode growth rates are derived for m = 0, and it is shown that both tearing and g-mode growth rates decrease significantly as CPC is employed. Furthermore, quasi-steady state operation with increased confinement due to active control of the current profile is numerically demonstrated for the advanced RFP for a scenario with βθ < 1/2.
先進的逆転磁場ピンチ（RFP）において、電流分布制御（CPC）により、磁場の確率性が低減されるため、エネルギー閉じ込め時間とポロイダルベータ値は従来のRFPと比較して大幅に増加することが可能となる。三次元非線形抵抗性MHDコードDEBSPを用いた数値シミュレーションにより、ポロイダルベータ値はm = 0の安定性基準βθ < 1/2に制限されないことが示されている。むしろ、テアリングモードが低減されるにつれて、ポロイダルベータ値は1に近づき得る。このベータ値の基準を理論的に解析し、より一般的な新たな基準を導出した。m = 0に対する抵抗性テアリングモードとgモードの成長率の解析的推定式を導出し、CPCを適用すると両モードの成長率が有意に減少することを示した。さらに、βθ < 1/2のシナリオにおいて、先進的RFPに対して電流分布の能動制御による閉じ込め改善を伴う準定常状態の動作が数値的に実証された。