A hardcore discharge stability experiment is described in which the final configuration is obtained by the radial inward collapse of the plasma sheath from the wall of the tube. By varying the initial conditions an axial field of arbitrary sign can be trapped within the annular plasma column. The construction and mode of operation of the apparatus is fully described.The gas currents were the order of 50 kA and rod currents were 120 kA, so that the current in the gas was less than half that in the rod at all times. The general behaviour of the discharge was examined and the effects of pressure, preionization and trapped axial field studied. A detailed examination was made of a representative set of conditions with electric, magnetic and double Langmuir probes. These measurements, together with quantities derived from them, are discussed and the derived values of electron temperature and kinetic pressure are compared with the directly measured values. The validity of the pressure balance analysis is considered in the light of these results.The discharge, without trapped axial field, showed a high degree of reproducibility and the observed fluctuations were of low amplitude (<10%) and low frequency (∼500kc/s) in both electric and magnetic field and in particle density. The last showed a well-defined annular sheath until late in the halfcycle; the radial profiles of azimuthal and axial current densities, kinetic pressure, temperature, and particle density showed good agreement. With trapped axial field, however, the discharge showed a reduction in stability, especially with trapped reverse field which introduces a null in the total axial field. Even with these, the most unstable conditions, the fluctuations were still relatively small (<20%) and of low frequency (∼1 Mc/s). The stability of the discharge is quantitatively compared with stability theory and the results discussed.
ハードコア放電安定性実験について述べる。この実験では、最終的な配位は、管壁からのプラズマシースの半径方向内向き収縮によって得られる。初期条件を変えることにより、任意の符号の軸方向磁場を環状プラズマ柱内に閉じ込めることができる。装置の構造と動作方式について完全に述べる。ガス電流は約50 kA、ロッド電流は120 kAであり、したがってガス中の電流は常にロッド中の電流の半分未満であった。放電の一般的な挙動を調べ、圧力、予備電離、および閉じ込められた軸方向磁場の影響を研究した。代表的な条件の組について、電気プローブ、磁気プローブ、および二重ラングミュアプローブを用いた詳細な測定を行った。これらの測定結果は、それらから導出された量とともに議論され、電子温度と運動圧力の導出値は直接測定値と比較される。圧力平衡解析の妥当性は、これらの結果に照らして考察される。閉じ込められた軸方向磁場がない場合、放電は高い再現性を示し、観測された変動は、電場、磁場、および粒子密度のいずれにおいても低振幅（<10%）かつ低周波数（約500 kc/s）であった。後者（粒子密度）は、半周期の後期まで明確に定義された環状シースを示した。方位角方向および軸方向の電流密度、運動圧力、温度、および粒子密度の動径分布は、良好な一致を示した。しかしながら、閉じ込められた軸方向磁場がある場合、放電は安定性の低下を示し、特に総軸方向磁場に零点を導入する閉じ込められた逆方向磁場の場合に顕著であった。最も不安定なこれらの条件でも、変動は依然として比較的小さく（<20%）、低周波数（約1 Mc/s）であった。放電の安定性は安定性理論と定量的に比較され、結果について議論される。