Equilibrium reconstructions of low-aspect ratio (A < 1.3) discharges in the Pegasus toroidal experiment have been performed. Magnetic diagnostics are used for equilibrium constraint and a filament code is used to estimate the significant currents flowing in the vacuum vessel walls. This technique is able to fit the global plasma parameters of plasma current and major radius to within 5%, internal inductance to within 10% and plasma pressure to within 15% as determined by Monte Carlo estimation of the uncertainties in the fit parameters. Determination of the equilibrium properties of the plasma allows an understanding of the dynamics of internal tearing modes and external ideal kink modes that limit plasma performance. Internal tearing modes were found to degrade plasma confinement when rational surfaces are located in regions of low magnetic shear early in the discharge when temperature is lower and resistivity is higher. This confinement degradation limits the maximum achievable plasma current and pressure. Disruptions with precursors growing with a time of ∼90 µs have been found to be consistent with ideal external kink modes with a hybrid growth time.
平衡状態の再構成は、ペガサス・トロイダル実験装置における低アスペクト比(A < 1.3)放電に対して実施された。磁気診断は平衡状態の制約に使用され、フィラメントコードは真空容器壁に流れる有意な電流を推定するために用いられた。この手法は、プラズマ電流および主半径の全体パラメータを5%以内、内部インダクタンスを10%以内、プラズマ圧力を15%以内で適合させることが可能である。平衡状態の特性の決定により、内部テアリングモードおよび外部キンクモードがプラズマ性能を制限するメカニズムの理解が可能となる。内部テアリングモードは、放電初期の温度が低く抵抗率が高い時期に、有理面が低磁気シア領域に位置する場合にプラズマ閉じ込めを劣化させることが見出された。この閉じ込めの劣化は、達成可能な最大プラズマ電流および圧力を制限する。約90 µsの時間スケールで成長する前駆現象を伴う不安定性は、ハイブリッド成長時間を有する外部理想キンクモードと整合的であることが見出された。