Electrode bias experiments were carried out in Tohoku University Heliac (TU-Heliac). This paper presents a comparison of the plasma behaviour in discharge of the electrode current ramped up with that ramped down to investigate the bifurcation and hysteresis phenomena. Bifurcation of the electrode current against the bias voltage, i.e. negative resistance and hysteresis between (1) electron stored energy and input power from the electrode, (2) fluctuation level of ion saturation current and radial electric field and (3) poloidal momentum damping force and poloidal Mach number were observed. The driving force in the region where the hysteresis was observed corresponded to those in the negative resistance phase and those were located at local maximum of the ion viscosity. Hysteresis between the poloidal Mach number and the poloidal damping force was observed. However, the difference in ion viscosity, which was obtained by subtracting the friction term from the total poloidal damping force, between the electrode current ramped up/down in the transition region was rather small. The data in the negative resistance region corresponded to those in the regime where the viscosity decreased against the poloidal Mach number.
東北大学ヘリアック（TU-Heliac）において電極バイアス実験を実施した。本論文では、電極電流を増加させた場合と減少させた場合のプラズマ挙動を比較し、分岐現象およびヒステリシス現象を調査した結果を示す。バイアス電圧に対する電極電流の分岐、すなわち負性抵抗と、(1)電極からの入力パワーと蓄積エネルギー、(2)イオン飽和電流の変動レベルと径方向電場、(3)ポロイダル運動量制動力とポロイダルマッハ数、の間のヒステリシスが観測された。ヒステリシスが観測された領域における駆動力は、負性抵抗領域のものに対応し、イオン粘性の極大値に位置していた。ポロイダルマッハ数とポロイダル制動力の間にはヒステリシスが観測された。しかし、遷移領域において電極電流を増加させた場合と減少させた場合で、全ポロイダル制動力から摩擦項を差し引いて得られるイオン粘性の差は比較的小さかった。負性抵抗領域のデータは、ポロイダルマッハ数に対して粘性が減少する領域のデータに対応していた。