AC Ohmic coil operation experiments with frequencies up to 10 kHz were performed on the TST-2 spherical tokamak device, and the pre-ionization process was studied in detail. The minimum loop voltage for pre-ionization was 0.4 V, which corresponds to 0.5 V at the inboard limiter. Dependences of growth rate and saturation level of the process on various parameters were obtained, and they are compared with a time-dependent 0-dimensional model based on Townsend avalanche and loss along field lines. Most of the dependences are reproduced qualitatively by the model, and quantitative differences are within a factor of several. However, the external vertical field dependence of the appearance time, which is defined as the time to observe a plasma, and the isotope effect cannot be reproduced by the model. An ambipolar diffusion state which is predicted theoretically but mitigated experimentally is discussed. It was found that secondary electron emission at the limiter surfaces is a candidate mechanism to mitigate the state.
TST-2球状トカマク装置において、最大10 kHzの周波数でのACオーミックコイル運転実験が実施され、予備電離過程が詳細に研究された。予備電離の最小ループ電圧は0.4 Vであり、これは内側リミターにおいて0.5 Vに相当する。この過程の成長率と飽和レベルの各種パラメータに対する依存性が得られ、タウンゼントなだれと磁力線に沿った損失に基づく時間依存0次元モデルと比較された。依存性の大部分はモデルによって定性的に再現され、定量的な差異は数倍以内であった。しかしながら、プラズマを観測するまでの時間として定義される出現時間の外部垂直磁場依存性と同位体効果はモデルによって再現できなかった。理論的に予測されるが実験的に緩和される両極拡散状態について議論された。リミター表面での二次電子放出がこの状態を緩和する候補メカニズムであることが見出された。