Field reversed configurations with a racetrack shaped separatrix of variable length and constant radius rs are studied by assuming time-dependent uniform temperature and resistivity η. Only the most useful solutions, namely those with separated radial and time variables, are investigated. The decay times of all relevant quantities are related to those of the magnetic field, tB, the mass inventory, tM, and the length, tL. ηtB and ηtM are shown to be constant in time, tL is related to the rate of heat loss, tH. The configuration inside the separatrix is characterized by two parameters, 0 ≤ α < ∞ and 0 ≤ βs < 1, where α = tB/tM and βs is the value of beta on the separatrix. Global parameters such as the average beta and the fraction of trapped flux as well as the radial profiles of a number of quantities are shown graphically as functions of α and βs. It is pointed out that tB and tM can assume wide ranges of values for fixed η and rs. Therefore, the data of tB, tM and rs are necessary to assign a value of η to an experiment. Three conditions for maintaining an internal configuration characterized by (α, βs) throughout an experiment are proposed and evaluated numerically. These can be used for the prediction and control of an FRC. The external configuration is studied with a tentative model and the non-existence of a plasmavacuum interface is shown. For practical purposes, however, the depth of the external plasma layer can be defined and calculated as a function of α and βs. All parameters of the model can be determined for any experiment from the data of measurable global quantities, so that the inner configuration can be inferred. The resistivities assigned to current experiments range from one to ten times the classical value.
逆転磁場配位を、可変長さのレーストラック形状セパラトリクスと一定半径rsを持つものとして、時間依存の一様温度を仮定して研究する。すなわち、径方向と時間変数が分離された解のみを考察する。すべての関連量の減衰時間は、磁場の減衰時間tB、質量インベントリの減衰時間tM、および長さの減衰時間tLに関連する。ηtBとηtMは時間的に一定であることが示され、tLは熱損失率tHに関連する。セパラトリクス内部の配位は、0 ≤ α < ∞ および 0 ≤ βs < 1 の2つのパラメータによって特徴づけられる。ここでα = tB/tMであり、βsはセパラトリクス上のベータ値である。平均ベータや捕捉磁束の割合などの大域パラメータ、および多数の物理量の径方向プロファイルは、αとβsの関数として図示される。tBとtMは、固定されたηとrsに対して広い範囲の値を取り得ることが指摘される。したがって、実験にηの値を割り当てるには、tB、tM、rsのデータが必要である。実験全体を通じて(α, βs)によって特徴づけられる内部配位を維持するための3つの条件が提案され、数値的に評価される。これらはFRCの予測と制御に使用できる。外部配位は暫定的なモデルを用いて研究され、プラズマ-真空界面の非存在が示される。しかし実用的には、外部プラズマ層の深さを定義し、αとβsの関数として計算することができる。モデルのすべてのパラメータは、測定可能な大域量のデータから任意の実験に対して決定でき、これにより内部配位を推測できる。現在の実験に割り当てられた抵抗率は、古典値の1倍から10倍の範囲である。