Torus plasma merging technique that provides high power ion heating by magnetic reconnection is expected to significantly expand the operation scenarios of spherical tokamak (ST) fusion reactors. When two torus plasmas with plasma currents in the same direction are merged, magnetic flux change induces a sheet current in the opposite direction between them. In order to establish ST equilibrium after merging, this opposite current must be reversed quickly. The plasma current rearrangement mechanism during/after plasma merging was investigated in the UTST plasma merging experiment. In the downstream region, a larger electrostatic field than that expected in the steady state is formed, and reversed the parallel electric field along the magnetic field lines. The radial profile of the parallel electric field shows good agreement with the toroidal current density and the soft x-ray emission distribution, indicating that the parallel electric field governs the behavior of electrons in the downstream region and contributes to form the plasma current distribution that sustain the equilibrium of the merged ST.
トーラスプラズマ合体法は、磁気リコネクションによる高パワーイオン加熱を提供し、球状トカマク（ST）核融合炉の運転シナリオを大幅に拡張すると期待されている。同一方向のプラズマ電流を持つ二つのトーラスプラズマが合体するとき、磁束変化によりそれらの間に逆方向のシート電流が誘起される。合体後にST平衡を確立するためには、この逆向き電流は速やかに反転されなければならない。プラズマ合体中/後のプラズマ電流再配列機構をUTSTプラズマ合体実験において調べた。下流領域では、定常状態で期待されるものよりも大きな静電場が形成され、磁力線に沿った平行電場を反転させた。平行電場の動径分布は、トロイダル電流密度および軟X線放出分布と良い一致を示し、平行電場が下流領域の電子の挙動を支配し、合体したSTの平衡を維持するプラズマ電流分布の形成に寄与することを示している。