The effects of the argon gas pressure, charging voltage and anode shape on the current sheath dynamics in a low energy (4.9 kJ) Mather type plasma focus (PF) were investigated. The formation and dynamics of the current sheath were monitored by using two magnetic probes, which were inserted radially and axially to explore the evolution of the plasma sheath and to estimate the range of its velocity during the break-down and run-down phases. The radial magnetic probe measurements showed a rather constant current sheath velocity near the insulator, which was more sensitive to the variations of the gas pressure than the charging voltage, and the current sheath did not lose its uniformity by expanding away from the insulator during the break-down phase. The results found from the axial magnetic probe signals revealed a higher current sheath velocity inside the step region of the step anode than the cylindrical one. The simulated axial current sheath trajectories (Lee's model) that were obtained after the fitting process of the current signals showed good agreement both for the cylindrical anode throughout the run-down phase and the step anode before the step region. Inside the step region, the separation between the simulated and the experimental trajectories of the step anode was increased at greater axial distances.
低エネルギー(4.9 kJ)マザー型プラズマフォーカス(PF)における電流シースのダイナミクスに及ぼすアルゴンガス圧力、充電電圧、および陽極形状の影響を調査した。電流シースの形成とダイナミクスは、2つの磁気プローブを用いて監視した。これらのプローブは、半径方向および軸方向に挿入され、プラズマの進展を探査し、ブレークダウン相およびランダウン相におけるその速度の範囲を推定するために用いた。半径方向磁気プローブの測定結果は、絶縁体近傍における電流シース速度がほぼ一定であることを示し、この速度は充電電圧よりもガス圧力の変動に対してより敏感であり、ブレークダウン相中に電流シースは絶縁体から離れて膨張してもその均一性を失わないことを示した。軸方向磁気プローブの信号から得られた結果は、円筒形陽極の場合よりもステップ陽極のステップ領域内部における電流シース速度が高いことを明らかにした。電流信号のフィッティング処理後に得られたシミュレーションによる軸方向電流シース軌道(Leeモデル)は、ランダウン相全体を通じて円筒形陽極の場合と良好な一致を示し、ステップ陽極の場合もステップ領域の前までは良好な一致を示した。ステップ領域内部では、シミュレーションと実験による軌道の乖離は、軸方向距離が大きくなるにつれて増大した。