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トカマクにおける磁場構造とプラズマ閉じ込めの原理
磁場閉じ込め方式の一つであるトカマク型では、磁場を利用して高温のプラズマをドーナツ状の空間に閉じ込めます。そのために、二つの向きの磁場を組み合わせて利用しています。
まず、装置の外側に配置されたトロイダル磁場コイルによって、ドーナツの周りを一周する向きの磁場（トロイダル磁場）が作られます。この磁場は、プラズマをドーナツ状の空間に閉じ込める基本となる磁場です。次に、プラズマ自身に電流を流すことで、ドーナツの断面方向に回り込む磁場（ポロイダル磁場）が発生します。このトロイダル磁場とポロイダル磁場が重なり合うことで、磁力線はらせん状のヘリカル磁場になります。プラズマ中の粒子はこのらせん状の磁力線に沿って運動するため、外へ逃げにくくなり、長時間閉じ込めることができます。
一方、ヘリカル型ではコイル自体をねじった構造にすることで、プラズマ電流を流さなくてもヘリカル磁場を作ることができます。その代わり、三次元的に複雑なコイル構造が必要になるため、装置の設計や製作が難しくなるという課題があります。