Spontaneous formation of toroidal flow was measured for the first time in oblate field-reversed configurations (FRCs) produced in TS-3 and TS-4 experiments. The toroidal ion flow (Vi ≈ 10 km s−1) was found to peak around the magnetic axis, indicating that the FRC had a peaked ion current in sharp contrast to its hollow electric current. The peaked ion flow also indicated the formation of high flow shear inside the separatrix. The toroidal flow was observed to deform the magnetic field lines of the FRC, producing bipolar toroidal field profile. In high-s FRC (averaged number of ion gyro-radii in the separatrix: `s' = 4.5) with slow flow, its n = 1 mode kept growing, causing collapse of the whole configuration. However, in low-s FRC (s = 3) with fast flow, the rotating n = 2 mode (saturated) became dominant after n = 1 mode saturation. The spontaneous formation of flow-shear possibly transformed the n = 1 mode into the n = 2 mode, suggesting a new sheared-flow stabilization of the n = 1 mode. The flow-shear was also generated artificially using the `sling shot' effect of the counterhelicity reconnection. The n = 1 and 2 mode amplitudes were reduced to (1/5)–(1/10) due to the generated flow-shear. A new method for continuous sheared-flow generation was proposed for stabilization and heating of FRC by the use of intermittent merging of spheromaks with opposing toroidal field.
TS-3およびTS-4実験で生成された偏平な磁場反転配位（FRC）において、トロイダル流の自発的な形成が初めて測定された。トロイダルイオン流（Vi ≈ 10 km s⁻¹）は磁気軸付近でピークに達することが見出され、これはFRCがその中空の電場電流とは対照的にピーク状のイオン電流を有することを示している。ピーク状のイオン流はまた、セパラトリクス内部における高い流れのシアの形成を示唆した。トロイダル流はFRCの磁力線を変形させ、双極状のトロイダル磁場分布を生じさせることが観測された。高s FRC（セパラトリクス内の平均イオンジャイロ半径：s = 4.5）において遅い流れの場合、そのn = 1モードは成長を続け、配位全体の崩壊を引き起こした。しかし、低s FRC（s = 3）において速い流れの場合、回転するn = 2モード（飽和）がn = 1モードの飽和後に支配的となった。流れのシアの自発的形成はn = 1モードをn = 2モードへと変換した可能性があり、n = 1モードの新しいシア流安定化機構が示唆された。流れのシアはまた、反平行磁気リコネクションの「スリングショット」効果を用いて人為的に生成された。n = 1およびn = 2モードの振幅は、生成された流れのシアにより(1/5)〜(1/10)に低減された。反対向きのトロイダル磁場を持つスフェロマックの間欠的合体を用いた連続的なシア流生成の新しい方法が、FRCの安定化と加熱のために提案された。