Key physics issues in the design of a high- quasi-axisymmetric stellarator configuration are discussed. The goal of the design study is a compact stellarator configuration with aspect ratio comparable to that of tokamaks and good transport and stability properties. Quasi-axisymmetry has been used to provide good drift trajectories. Ballooning stabilization has been accomplished by strong axisymmetric shaping, yielding a stellarator configuration whose core is in the second stability regime for ballooning modes. A combination of externally generated shear and non-axisymmetric corrugation of the plasma boundary provides stability to external kink modes even in the absence of a conducting wall. The resulting configuration is also found to be robustly stable to vertical modes, increasing the freedom to perform axisymmetric shaping. Stability to neoclassical tearing modes is conferred by a monotonically increasing profile. A gyrokinetic f code has been used to confirm the adequacy of the neoclassical confinement. Neutral beam losses have been evaluated with Monte Carlo codes.
高準軸対称ステラレーター配置の設計における主要な物理的課題について論じる。設計研究の目標は、トカマクと同等のアスペクト比を有し、優れた輸送特性と安定性特性を備えたコンパクトなステラレーター配置である。準軸対称性は、良好なドリフト軌道を提供するために用いられている。バルーニング安定化は、強い軸対称シェイピングによって達成され、バルーニングモードに対して第二安定領域にあるコアを有するステラレーター配置が得られる。外部生成シアとプラズマ境界の非軸対称起伏の組み合わせは、導体壁が存在しない場合でも外部キンクモードに対する安定性を提供する。得られた配置は、垂直モードに対しても堅牢に安定であり、軸対称シェイピングの自由度が拡大される。新古典テアリングモードに対する安定性は、単調増加する安全係数分布によって付与される。ジャイロ運動論的コードを用いて、新古典閉じ込めの妥当性が確認されている。中性粒子ビーム損失は、モンテカルロコードを用いて評価されている。