We report on further studies of current drive in the SPHEX spheromak devicewhen operated as a spherical tokamak. Previous work has demonstrated that thecurrent amplification factor, defined as the ratio of the toroidal plasmacurrent to the driving gun current, increased linearly with the appliedtoroidal field. Results are presented from a more detailed analysis of thisscaling for a fixed gun current of 60 kA, utilizing direct internalmeasurements of current density and equilibrium modelling of internal magneticfields. The data indicate that the increase in the current amplificationfactor is largely the result of changes in the wavelength of the helicaldistortion of the open flux (identified with the global n = 1 mode) connectedto the helicity injector: the increase in toroidal current on closed fluxsurfaces is much more modest. We discuss changes in current profiles atdiffering applied toroidal fields and demonstrate the operating regime overwhich helicity-injected current drive is effective in SPHEX. The implicationsof this work for proposed helicity injection schemes in the next generation ofspherical tokamaks are discussed.
我々は、SPHEXスフェロマク装置を球状トカマクとして運転した際の電流駆動に関するさらなる研究を報告する。これまでの研究では、トロイダルプラズマ電流と駆動ガン電流の比として定義される電流増幅係数が、印加トロイダル磁場に比例して増加することが実証されている。本稿では、固定ガン電流60 kAにおけるこのスケーリングのより詳細な解析結果を、電流密度の直接内部測定と内部磁場の平衡モデリングを用いて提示する。データは、電流増幅係数の増加が、ヘリシティ入射器に接続された開磁束の螺旋状変形（グローバルn = 1モードと同定される）の波長変化に主に起因することを示している。閉磁束面上のトロイダル電流の増加ははるかに緩やかである。我々は、異なる印加トロイダル磁場における電流分布の変化について議論し、SPHEXにおいてヘリシティ入射電流駆動が有効である運転領域を実証する。この研究の、次世代球状トカマクにおける提案されたヘリシティ入射方式への含意について考察する。