ヘリシティ入射による球状トカマクの電流駆動

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球状トカマクでは、装置の形状の制約から一般のトカマクと比較してオーミック加熱を行うことが困難である。このため、オーミック加熱によらない、プラズマの点火、電流駆動などが必要となる。我々はこのような必要性からヘリシティー入射装置(以下プラズマガン)を製作し、性能評価のための実験を行った。実験はプラズマガンを東京大学の球状トカマク、TST(TokyoSphericalTorus)に設置しておこなった。プラズマガンによる電子入射試験によって、最大入射電流1.4kA、入射時間1.8msの電子入射結果を得た。この値は試験に用意した電源の性能から予想される最大入射量の約95%で、作製したプラズマガンの電子入射効率が非常に高いことがわかった。このプラズマガンをTSTに取り付け、放電実験を行った。ヘリシティー入射を行った場合とそうでない場合のプラズマブレークダウン時のVsを比較した結果、ヘリシティー入射がない場合にはVs=660であったのが、ヘリシティー入射によりVs=90になっていた。実験はトロイダル磁場0.1[T],圧力5.1×10^<-4>[Torr]でおこなった。つぎにTST本体のプラズマをプラズマガンでつける実験を行った。実験はトロイダル磁場0.3[T]、圧力2.1×10^<-4>[Torr]でおこなった。この条件は、プラズマガンがない場合にプラズマがつかないように選んだ。プラズマガンをによるヘリシティー入射をおこなった結果プラズマ電流3[kA]、放電時間300[μs]のプラズマをつけることに成功した。以上の結果から、我々の作製したプラズマガンによりプラズマを点火しプラズマ電流を駆動することが可能であることがわかった。