The self-generated bi-directional toroidal field of a spherical rotamak discharge is experimentally investigated. Detailed measurements made in an argon discharge have allowed the authors to decompose the toroidal field into its vector spherical harmonic. The radial dependence of this field harmonic is derived and it compares favourably with that theoretically predicted. The steady poloidal current which generates the toroidal field is derived from the measured vector harmonic of the field. The vector plot of the poloidal current density shows that the current has a quadrupole loop structure and is positively directed in the upper, and negative in the lower, halves of the poloidal cross sections. The toroidal field is found to be only about 8% of the poloidal field. Finally, the effect of the applied vertical field upon the bi-directional toroidal field is studied.
球形ロータマック放電における自発生成双方向トロイダル磁場を実験的に調査した。アルゴン放電において詳細な測定を行うことで、著者らはトロイダル磁場をベクトル球面調和関数に分解することに成功した。この磁場調和成分の動径依存性を導出し、その結果は理論的に予測されたものと良好に一致した。トロイダル磁場を生成する定常ポロイダル電流は、測定されたベクトル調和成分から導出された。ポロイダル電流密度のベクトルプロットは、電流が四重極ループ構造を有し、ポロイダル断面の上半分では正方向、下半分では負方向に流れることを示した。トロイダル磁場はポロイダル磁場のわずか約8%であることが判明した。最後に、印加垂直磁場が双方向トロイダル磁場に及ぼす影響について検討した。