The passive stability of vertically elongated current-carrying toroidal plasmas has been investigated in the Compact Toroidal Hybrid, a stellarator/tokamak hybrid device. In this experiment, the fractional transform f, defined as the ratio of the imposed external rotational transform from stellarator coils to the total rotational transform, was varied from 0.04 to 0.50, and the elongation κ was varied from 1.4 to 2.2. Plasmas that were vertically unstable were evidenced by motion of the plasma in the vertical direction. Vertical drifts are measured with a set of poloidal field pickup coils. A three chord horizontally viewing interferometer and a soft X-ray diode array confirmed the drifts. Plasmas with low fractional transform and high elongation are the most susceptible to vertical instability, consistent with analytic predictions that the vertical mode in elongated plasmas can be stabilized by the poloidal field of a relatively weak stellarator equilibrium.

1.
2.
E. A.
Lazarus
,
J. B.
Lister
, and
G. H.
Neilson
,
Nucl. Fusion
30
,
111
(
1990
).
3.
Y.
Gribov
,
D.
Humphreys
,
K.
Kajiwara
,
E.
Lazarus
,
J.
Lister
,
T.
Ozeki
,
A.
Portone
,
M.
Shimada
,
A.
Sips
, and
J.
Wesley
,
Nucl. Fusion
47
,
S385
(
2007
).
4.
D. A.
Humphreys
,
T. A.
Casper
,
N.
Eidietis
,
M.
Ferrara
,
D. A.
Gates
,
I. H.
Hutchinson
,
G. L.
Jackson
,
E.
Kolemen
,
J. A.
Leuer
,
J.
Lister
,
L. L.
LoDestro
,
W. H.
Meyer
,
L. D.
Pearlstein
,
A.
Portone
,
F.
Sartori
,
M. L.
Walker
,
A. S.
Welander
, and
S. M.
Wolfe
,
Nucl. Fusion
49
,
115003
(
2009
).
5.
P.
Thomas
,
J.
Wesson
,
F.
Alladio
,
D.
Bartlett
,
K.
Behringer
,
R.
Bickerton
,
M.
Brusati
,
D.
Campbell
,
J.
Christiansen
,
J.
Cordey
,
A.
Costley
,
F.
Crisanti
,
K.
Dietz
,
P.
Duperrex
,
W.
Engelhardt
,
A.
Gibson
,
R.
Gill
,
N.
Gottardi
,
C.
Gowers
,
B.
Green
,
J.
Hemmerich
,
C.
Hugenholz
,
M.
Huguet
,
R.
Keller
,
L.
de Kock
,
H.
Krause
,
J.
Last
,
E.
Lazzaro
,
F.
Mast
,
P.
Morgan
,
A.
Morris
,
H.
Niedermeyer
,
P.
Noll
,
M.
Pick
,
A.
Pochelon
,
P.
Rebut
,
D.
Robinson
,
R.
Ross
,
G.
Sadler
,
F.
Schllerüller
,
T.
Stringer
,
D.
Summers
,
A.
Tanga
,
G.
Tonetti
, and
P.
van Belle
, in
Proceedings of the 10th International Conference Plasma Physics Controlled Nuclear Fusion Research
,
1985
, Vol.
1
, p.
353
.
6.
D. A.
Humphreys
and
A. G.
Kellman
,
Phys. Plasmas
6
,
2742
(
1999
).
8.
A. H.
Boozer
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
50
,
124005
(
2008
).
9.
A. H.
Boozer
,
Phys. Plasmas
16
,
058102
(
2009
).
10.
J. D.
Callen
,
Nucl. Fusion
51
,
094026
(
2011
).
11.
T. E.
Evans
,
R. A.
Moyer
,
P. R.
Thomas
,
J. G.
Watkins
,
T. H.
Osborne
,
J. A.
Boedo
,
E. J.
Doyle
,
M. E.
Fenstermacher
,
K. H.
Finken
,
R. J.
Groebner
,
M.
Groth
,
J. H.
Harris
,
R. J.
La Haye
,
C. J.
Lasnier
,
S.
Masuzaki
,
N.
Ohyabu
,
D. G.
Pretty
,
T. L.
Rhodes
,
H.
Reimerdes
,
D. L.
Rudakov
,
M. J.
Schaffer
,
G.
Wang
, and
L.
Zeng
,
Phys. Rev. Lett.
92
,
235003
(
2004
).
12.
Y.
Liang
,
H. R.
Koslowski
,
P. R.
Thomas
,
E.
Nardon
,
B.
Alper
,
P.
Andrew
,
Y.
Andrew
,
G.
Arnoux
,
Y.
Baranov
,
M.
Bécoulet
,
M.
Beurskens
,
T.
Biewer
,
M.
Bigi
,
K.
Crombe
,
E.
De La Luna
,
P.
de Vries
,
W.
Fundamenski
,
S.
Gerasimov
,
C.
Giroud
,
M. P.
Gryaznevich
,
N.
Hawkes
,
S.
Hotchin
,
D.
Howell
,
S.
Jachmich
,
V.
Kiptily
,
L.
Moreira
,
V.
Parail
,
S. D.
Pinches
,
E.
Rachlew
, and
O.
Zimmermann
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
265004
(
2007
).
13.
S. A.
Sabbagh
,
J. W.
Berkery
,
R. E.
Bell
,
J. M.
Bialek
,
S. P.
Gerhardt
,
J. E.
Menard
,
R.
Betti
,
D. A.
Gates
,
B.
Hu
,
O. N.
Katsuro-Hopkins
,
B. P.
LeBlanc
,
F. M.
Levinton
,
J.
Manickam
,
K.
Tritz
, and
H.
Yuh
,
Nucl. Fusion
50
,
025020
(
2010
).
14.
M.
Okabayashi
,
J.
Bialek
,
A.
Bondeson
,
M. S.
Chance
,
M. S.
Chu
,
A. M.
Garofalo
,
R.
Hatcher
,
Y.
In
,
G. L.
Jackson
,
R. J.
Jayakumar
,
T. H.
Jensen
,
O.
Katsuro-Hopkins
,
R. J.
La Haye
,
Y. Q.
Liu
,
G. A.
Navratil
,
H.
Reimerdes
,
J. T.
Scoville
,
E. J.
Strait
,
M.
Takechi
,
A. D.
Turnbull
,
P.
Gohil
,
J. S.
Kim
,
M. A.
Makowski
,
J.
Manickam
, and
J.
Menard
,
Nucl. Fusion
45
,
1715
(
2005
).
15.
J.
k. Park
,
M. J.
Schaffer
,
J. E.
Menard
, and
A. H.
Boozer
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
195003
(
2007
).
16.
W.
Zhu
,
S. A.
Sabbagh
,
R. E.
Bell
,
J. M.
Bialek
,
M. G.
Bell
,
B. P.
LeBlanc
,
S. M.
Kaye
,
F. M.
Levinton
,
J. E.
Menard
,
K. C.
Shaing
,
A. C.
Sontag
, and
H.
Yuh
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
225002
(
2006
).
17.
A. M.
Garofalo
,
K. H.
Burrell
,
J. C.
Deboo
,
J. S.
deGrassie
,
G. L.
Jackson
,
M.
Lanctot
,
H.
Reimerdes
,
M. J.
Schaffer
,
W. M.
Solomon
, and
E. J.
Strait
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
195005
(
2008
).
18.
J. T.
Peterson
,
G. J.
Hartwell
,
S. F.
Knowlton
,
J.
Hanson
,
R. F.
Kelly
, and
C.
Montgomery
,
J. Fusion Energy
26
,
145
(
2007
).
19.
D. W.
Atkinson
,
A. N.
Dellis
,
R. D.
Gill
,
D. J.
Lees
,
W.
Millar
,
B. A.
Powell
,
P. A.
Shatford
, and
D. R. A.
Webb
,
Phys. Rev. Lett.
37
,
1616
(
1976
).
20.
W. VII-A Team
,
Nucl. Fusion
20
,
1093
(
1980
).
21.
H.
Ikezi
and
K. F.
Schwarzenegger
,
Phys. Fluids
22
,
2009
(
1979
).
22.
K.
Sakurai
and
S.
Tanahashi
,
J. Phys. Soc. Jpn.
49
,
759
(
1980
).
23.
M. J.
Schaffer
and
W. D.
Bard
,
Phys. Fluids
27
,
667
(
1984
).
24.
A.
Reiman
,
L.
Ku
,
D.
Monticello
,
S.
Hirshman
,
S.
Hudson
,
C.
Kessel
,
E.
Lazarus
,
D.
Mikkelsen
,
M.
Zarnstorff
,
L. A.
Berry
,
A.
Boozer
,
A.
Brooks
,
W. A.
Cooper
,
M.
Drevlak
,
E.
Fredrickson
,
G.
Fu
,
R.
Goldston
,
R.
Hatcher
,
M.
Isaev
,
C.
Jun
,
S.
Knowlton
,
J.
Lewandowski
,
Z.
Lin
,
J. F.
Lyon
,
P.
Merkel
,
M.
Mikhailov
,
W.
Miner
,
H.
Mynick
,
G.
Neilson
,
B. E.
Nelson
,
C.
Nührenberg
,
N.
Pomphrey
,
M.
Redi
,
W.
Reiersen
,
P.
Rutherford
,
R.
Sanchez
,
J.
Schmidt
,
D.
Spong
,
D.
Strickler
,
A.
Subbotin
,
P.
Valanju
, and
R.
White
,
Phys. Plasmas
8
,
2083
(
2001
).
25.
G. Y.
Fu
,
Phys. Plasmas
7
,
1079
(
2000
).
26.
S. P.
Hirshman
and
J. C.
Whitson
,
Phys. Fluids
26
,
3553
(
1983
).
27.
J. D.
Hanson
,
S. P.
Hirshman
,
S. F.
Knowlton
,
L. L.
Lao
,
E. A.
Lazarus
, and
J. M.
Shields
,
Nucl. Fusion
49
,
075031
(
2009
).
28.
L.
Lao
,
H. S.
John
,
R.
Stambaugh
,
A.
Kellman
, and
W.
Pfeiffer
,
Nucl. Fusion
25
,
1611
(
1985
).
29.
M. C.
Miller
,
J. D.
Hanson
,
G. J.
Hartwell
,
S. F.
Knowlton
,
D. A.
Maurer
, and
B. A.
Stevenson
,
Rev. Sci. Instrum.
83
,
10E332
(
2012
).
30.
D. V.
Anderson
,
W. A.
Cooper
,
R.
Gruber
,
S.
Merazzi
, and
U.
Schwenn
,
Int. J. Supercomput. Appl.
4
,
34
(
1990
).
You do not currently have access to this content.