The m = 2 mode stability is investigated in the ISAR T1-B toroidal high-beta stellarator (major diameter 2.7 m, capacitor bank energy 0.5 or 1.5 MJ) for a great variety of plasma parameters using deuterium filling gas (0.5 < ωL · τii < 200; 0.1 < rL/a < 0.35; ωL = ion Larmor frequency; rL = ion Larmor radius; a = plasma radius; τii = ion self-collision time). The ion mass dependence was checked by a small number of discharges with hydrogen. For rL/a < ηcrit, ηcrit = 0.14, fast-growing m = 2 modes were found, the limit ηcrit being essentially independent of the collision frequency within the accessible range (2 ≲ ωL · τii ≲ 20). For rL/a > 0.14 no fast-growing m = 2 modes were observed, the plasma lifetime being limited by a m = 1, k ≈ 0 mode. The normalized growth rate, = γ/(Vi/a) = 0.15 ± 0.05, (Vi = ion thermal speed) was about half the sharp boundary value and slightly higher than that calculated for a diffuse pressure profile. The experimentally determined minimum value of rL/a, for which the m = 2 mode is stabilized, is by about a factor of three smaller than Freidberg's estimation using a sharp-boundary Vlasov model. Advanced calculations in a sharp boundary model by Lewis and Turner deviate in the critical limit only by a factor of about 1.5 and recent results using a diffuse pressure profile by Herrnegger and Schneider and by Freidberg and Hewett agree quite well with the experimental data.
m = 2 モードの安定性は、ISAR T1-B トロイダル高ベータステラレータ(主半径 2.7 m、キャパシタバンクエネルギー 0.5 または 1.5 MJ)において、重水素充填ガスを用いて、多種多様なプラズマパラメータに対して調査された(0.5 < ωL · τii < 200; 0.1 < rL/a < 0.35; ωL = イオンラーモア周波数; rL = イオンラーモア半径; a = プラズマ半径; τii = イオン自己衝突時間)。イオン質量依存性は、水素を用いた少数の放電によって確認された。rL/a < ηcrit(ηcrit = 0.14)の場合、高速成長する m = 2 モードが見出された。この限界 ηcrit は、アクセス可能な範囲(2 ≲ ωL · τii ≲ 20)内では衝突周波数に本質的に依存しない。rL/a > 0.14 の場合、高速成長する m = 2 モードは観測されず、プラズマ寿命は m = 1、k ≈ 0 のモードによって制限された。規格化成長率 γ/(Vi/a) = 0.15 ± 0.05(Vi = イオン熱速度)は、鋭境界値の約半分であり、拡散圧力分布に対して計算された値よりもわずかに高かった。m = 2 モードが安定化される rL/a の実験的に決定された最小値は、鋭境界ブラソフモデルを用いた Freidberg の推定値よりも約 3 倍小さかった。Lewis と Turner による鋭境界モデルでの高度な計算は、臨界極限において約 1.5 倍だけずれており、Herrnegger と Schneider、および Freidberg と Hewitt による拡散圧力分布を用いた最近の結果は、実験データと非常によく一致している。