In the Tohoku University Heliac (TU-Heliac), a helical axis stellarator, an electron injection electrode using a hot cathode made of LaB6 was developed and the transition mechanism to an improved mode has been intensively studied. In the electrode current-sweep mode of biasing experiments, a bifurcation phenomenon, i.e. a negative resistance feature in the electrode characteristics was observed accompanied with transition to an improved mode (H-mode) or transition from H-mode to L-mode, in helium plasma discharges of a wide range of collisionality. The ion viscous damping force was estimated from the J × B driving force for poloidal rotation. The local maxima in viscosity were found at the poloidal Mach number around −Mp ∼ 1–3, as predicted by neoclassical theory. It was also found that the negative resistance (a bifurcation phenomenon) was observed when the poloidal viscosity showed a local maximum.
東北大学ヘリアック（TU-Heliac）において、螺旋軸ステラレータである本装置では、LaB₆製の熱陰極を用いた電子注入電極を開発し、改善モードへの遷移機構について詳細に研究を行った。電極電流掃引モードでのバイアス実験において、分岐現象、すなわち電極特性における負性抵抗が観測され、それに伴って改善モード（Hモード）への遷移、またはHモードからLモードへの遷移が、広範囲の衝突頻度を有するヘリウムプラズマ放電において確認された。ポロイダル回転に対する駆動力であるJ×B力から、イオン粘性減衰力を評価した。その結果、粘性の極大値は、新古典理論による予測と一致して、ポロイダルマッハ数がおよそ−Mp ∼ 1–3の範囲で観測された。さらに、ポロイダル粘性が極大を示す際に負性抵抗（分岐現象）が観測されることも確認された。