The results of experiments in a newly rebuilt rotamak are presented. A comparison is made for two types of operations: the common field-reversed configuration (FRC) produced by driving plasma current with a rotating magnetic field (RMF), and the spherical tokamak (ST) configuration when a steady toroidal magnetic field is added. In both cases the driven plasma current develops two current rings, but in the ST configuration the inner ring current density is about three times larger than that in the FRC case. The addition of the toroidal field enables the ST to overcome the current limit for a given radio-frequency power. The total plasma current is found to have a peak at an optimum value of the applied toroidal field; the optimum toroidal field depends on the value of the equilibrium magnetic field. With proper choice of the toroidal field magnitude, the plasma current can be enhanced two- or three-fold in comparison with the limits in the cases of too a small or too large toroidal field. In the rotamak–ST, the temperature of electrons is increased by at least 50%. The density profile is triangular-shaped in the ST case and almost uniform in the FRC. The measurements of the oscillating fields indicate that the penetration of RMF into plasma is greatly enhanced in the ST case. The analysis of RMF profiles in the plasma supports the hypothesis that the improved penetration is due to the excitation of a whistler wave mode.
新しく再構築されたロータマクにおける実験結果を提示する。回転磁場（RMF）によってプラズマ電流を駆動して生成される一般的な反転磁場配位（FRC）と、定常トロイダル磁場を印加した場合の球状トカマク（ST）配位という2種類の動作モードについて比較を行う。どちらの場合も駆動されたプラズマ電流は2つの電流環を形成するが、ST配位では内側の電流環の電流密度がFRCの場合の約3倍となる。トロイダル磁場の印加により、STは所与の高周波電力に対する電流限界を克服することができる。全プラズマ電流は、印加トロイダル磁場のある最適値においてピークを示すことが見出され、その最適トロイダル磁場は平衡磁場の値に依存する。トロイダル磁場の大きさを適切に選択することで、プラズマ電流はトロイダル磁場が小さすぎる場合や大きすぎる場合の限界と比較して2倍から3倍に増強され得る。ロータマクST配位では、電子温度が少なくとも50%上昇する。密度分布はST配位では三角形形状を示し、FRCではほぼ一様である。振動磁場の測定結果は、ST配位においてRMFのプラズマへの浸透が大幅に増強されることを示している。プラズマ中のRMF分布の解析は、この浸透の改善がホイッスラー波モードの励起によるものであるという仮説を支持する。