Suppose an axisymmetric toroidal plasma is immersed in a toroidal magnetic field Bϕ in the cylindrical coordinates of (R, ϕ, Z) with Z coordinate on the symmetric axis. The electrons drift downward while the ions drift upward due to the field gradient and curvature by the velocity, . It was conjectured that the electrons that reached the bottom wall flowed through the conducting vessel to the top where they recombined with the ions, thus a closed circuit being completed for the vertical charge-separation current. This current has for the first time been directly measured by current-collecting electrodes newly fabricated in the Low Aspect ratio Torus Experiment (LATE) device for a plasma maintained by a microwave power at the electron cyclotron range of frequency. The amount of current is found to be consistent with the above vertical drift model for electrons. The discharge terminates quickly during microwave injection when the current circuit is blocked by the artificial insertion of a large resistance.
軸対称トロイダルプラズマが、円柱座標(R, φ, Z)においてZ軸を対称軸とするトロイダル磁場Bφ中に置かれている場合を考える。磁場勾配と曲率による速度により、電子は下方へドリフトし、イオンは上方へドリフトする。底部の壁に到達した電子が導電性の壁を通って上部へ流れ、そこでイオンと再結合することにより、垂直方向の電荷分離電流に対して閉回路が形成されると推測された。この電流は、電子サイクロトロン周波数帯のマイクロ波出力によって維持されるプラズマを用いて、Low Aspect ratio Torus Experiment(LATE)装置において新たに作製された電流収集電極により、初めて直接測定された。電流の大きさは、上記の電子の垂直ドリフトモデルと一致することが見出された。電流回路に大きな抵抗を人為的に挿入すると、マイクロ波出力中に放電が急速に終了した。