The Compact Toroid Injection Experiment (CTIX) produces spheromak-like compact toroids (SCTs) without external power switching, initiating a discharge by pulsed gas injection into a formation region containing a seed magnetic field generated by a solenoidal coil. After formation, the plasma is driven by an inductively delayed capacitor bank into an acceleration region, where surface axial and toroidal magnetic fields are measured at several axial positions. Due to strong eddy-current effects, formation-region magnetic field cannot be simply computed; instead, it is measured using the response of axial and radial test coils in the formation region to short solenoid test current pulses. A temporal and spatial reconstruction method is developed allowing formation-region field to be computed from the test-coil data for any CTIX discharge of identical solenoid geometry. By varying the peak value and timing of solenoidal current, curves of peak accelerator-region field as a function of initial formation-region field are developed. Curves of peak accelerator-region axial magnetic field are thereby found to be highly nonlinear functions of formation-region field, showing a threshold value for the formation-region field of approximately 5 G, above which acceleration-region field saturates at values between 2 and 12 kG. The direction of acceleration-region axial field reverses sign when the direction of solenoid current is reversed. Saturated accelerator-region axial field is a function of axial position and accelerator voltage, and is typically comparable to toroidal field at the same location. The ratio of accelerator-region to formation-region axial field commonly exceeds 1000 near the onset of saturation. This large amplification is of practical advantage for delayed plasma breakdown on CTIX, allowing a modest seed field to produce high poloidal fields, which are necessary for intense SCT acceleration. The results may also provide a useful benchmark for numerical simulation of the conversion of abundant toroidal field into poloidal field in a plasma with comparatively low dissipation.
コンパクトトロイド入射実験（CTIX）は、外部電力スイッチングを必要とせずにスフェロマック様コンパクトトロイド（SCT）を生成し、ソレノイドコイルによって生成された種磁場を含む形成領域へのパルスガス入射によって放電を開始する。形成後、プラズマは誘導遅延キャパシタバンクによって加速領域へ駆動され、そこでは表面の軸方向およびトロイダル方向磁場が複数の軸方向位置で測定される。強い渦電流効果のため、形成領域の磁場は単純に計算することはできない。その代わりに、形成領域内の軸方向および径方向テストコイルの、短いソレノイドテストパルス電流に対する応答を用いて測定される。時間的・空間的再構成法が開発され、これにより同一ソレノイド幾何形状の任意のCTIX放電について、テストコイルデータから形成領域の磁場を計算できる。ソレノイド電流のピーク値とタイミングを変化させることにより、初期形成領域磁場の関数としてのピーク加速領域磁場の曲線が得られる。ピーク加速領域軸方向磁場の曲線は、形成領域磁場の強く非線形な関数であることが見出され、約5Gの形成領域磁場の閾値を示し、これを超えると加速領域磁場は2〜12kGの範囲の値で飽和する。加速領域軸方向磁場の方向は、ソレノイド電流の方向が反転すると反転する。飽和した加速領域軸方向磁場は、軸方向位置と加速器電圧の関数であり、典型的には同じ位置でのトロイダル方向磁場に匹敵する。加速領域と形成領域の軸方向磁場の比は、飽和開始付近で一般的に1000を超える。この大きな増幅は、CTIXにおける遅延プラズマ破壊にとって実用的な利点であり、比較的低い散逸を伴うプラズマ中で、豊富なトロイダル方向磁場をポロイダル方向磁場へ変換する数値シミュレーションのための有用なベンチマークも提供する。