Ich weiß, dass ein Tokamak eine Donut-förmige Fusionseinschlussvorrichtung mit einer axialsymmetrischen Magnetfeldkonfiguration ist. Der Stellarator ist ähnlich, aber seine Feldkonfiguration ist nicht axialsymmetrisch.
Ich habe von quasi-achsensymmetrischen Stellaratoren (QAS) gehört. Mir wurde gesagt, dass die Magnetfeldstärke dieser Geräte so ist, dass ihre Größe achsensymmetrisch ist.
Frage: ist die einzige Bedingung, die benötigt wird, um eine QAS zu definieren? Sollten die magnetischen Oberflächen eines QAS nicht achsensymmetrisch aussehen wie im Tokamak-Fall?
Es ist wahr, dass der Tokamak ein achsensymmetrisches Magnetfeld aufweist und im Wesentlichen 2D-Natur hat, während der Stellarator eine vollständig 3D-Form hat (und daher nicht achsensymmetrisch ist). Dieser Unterschied ist darauf zurückzuführen, wie das einschließende Magnetfeld erzeugt wird.
In beiden Fällen benötigen Sie verdrillte Magnetfeldlinien , um einen Einschluss zu erreichen. Der Tokamak erreicht dies durch eine Kombination aus einem starken toroidalen Magnetfeld, das von Feldspulen erzeugt wird, und einem poloidalen Magnetfeld, das durch einen starken Stromfluss im Plasma erzeugt wird (plus einem vertikalen Magnetfeld, das ebenfalls von Spulen erzeugt wird). Das resultierende Magnetfeld ist, wie Sie gesagt haben, achsensymmetrisch und daher im Grunde 2D-Natur. Der Nachteil dieser Konfiguration ist der erforderliche starke Plasmastrom, der das poloidale Magnetfeld erzeugt.
Der Stellarator hingegen erzeugt das Magnetfeld nur über Magnetfeldspulen, sodass kein starker Plasmastrom erforderlich ist. Dies erfordert jedoch Feldspulen, die sich schraubenförmig um den Torus winden (um die Verdrillung der Feldlinien zu erreichen). Bei modularen Stellaratoren wird dies komplizierter, wenn Sie modulare Spulen verwenden, um die spiralförmige Wicklung nachzuahmen. Die erhöhte Anzahl von Spulen (die auch ziemlich nahe am Plasma sein können) erzeugen ein vollständig 3D-Magnetfeld, das eine starke Modulation von hat im Grunde in alle Richtungen.
Die starke Modulation von in einem klassischen Stellarator hat einige Konsequenzen, hauptsächlich, dass die Transportverluste stark erhöht werden (dadurch wird der Einschluss verringert). Das nennen wir neoklassischen Transport (im Gegensatz zum klassischen Transport , der nur auf Kollisionen zurückzuführen ist).
Jetzt kommen wir auf Ihre Frage zurück (Entschuldigung für die lange Einführung, aber ich habe keine Ahnung von Ihrem Hintergrund). Boozer [1] hat die Idee entwickelt, dass diese neoklassischen Transportverluste von der Variation von |B| abhängen innerhalb einer Flussfläche, nicht auf den Vektorkomponenten von B. Diese Koordinaten werden heutzutage als Boozer-Koordinaten bezeichnet . Nührenberg machte sich diese Idee in den folgenden Jahren zunutze und schlug Stellaratorkonfigurationen vor, die eine Richtung der Quasisymmetrie von haben in Boozer-Koordinaten. Beachten Sie, dass diese Konfigurationen in kartesischen Koordinaten (oder allgemeiner im euklidischen Raum) immer noch 3D sind.
Um Ihre Frage zu beantworten: Achsensymmetrie bezieht sich häufig auf Boozer-Koordinaten (oder andere ähnliche magnetische Koordinaten); in kartesischen Koordinaten mag die Form der Flussflächen immer noch dreidimensional (und damit nicht axialsymmetrisch) erscheinen.