磁场构型

在磁约束核聚变中，磁力线的结构决定等离子体的约束性能和稳定性。

环形磁场与极向磁场

环形磁场是沿环形圆周方向的成分，由TF线圈产生。磁场强度与到中心轴的距离成反比，在环形内侧强外侧弱。该磁场梯度引起粒子漂移。

极向磁场是围绕小截面的成分，用于抵消漂移引起的电荷分离。托卡马克中由等离子体电流，仿星器中由外部螺旋线圈产生。两种磁场的合成使磁力线呈螺旋状周回，粒子交替通过内外侧，使漂移在时间上平均抵消。

安全因子q表示磁力线在极向方向绕行一周期间在环形方向绕行几周。旋转变换是其倒数。q为有理数的磁面称为有理面，是MHD不稳定性发生的地方。

托卡马克运行通常维持q95 > 3。q0 < 1时内部扭曲模不稳定，q95 < 2时外部扭曲模不稳定。磁剪切表示q的径向变化，正剪切抑制多种不稳定性。

有理面附近由于等离子体的有限电阻发生磁力线重联，形成磁岛。岛内压力平坦化，约束局部劣化。

新经典撕裂模（NTM）是由自举电流缺失驱动的不稳定性。磁岛减少自举电流，这形成正反馈使岛进一步生长。控制通过电子回旋电流驱动（ECCD）补偿缺失电流。

限制器构型用固体结构规定边界，但杂质控制困难。偏滤器构型用具有X点的磁场结构分离排气区域，在热负荷控制和杂质排出方面优秀。

单零构型最普遍，双零能分散热负荷。雪花构型通过二次零点的磁通扩大实现热负荷降低，超X偏滤器将外侧腿延长大半径方向来降低热负荷。

反剪切构型在中心部q取极小值，形成内部输运壁垒（ITB），实现高约束性能。混合方案在中心部具有平坦的q profile，避免锯齿振荡同时维持良好约束。

先进托卡马克的目标是通过自举电流和外部电流驱动实现完全非感应运行。