Computer simulations have been performed for the Toroidal Cusp Experiment (TCX), a plasma device built and operated at the University of California, Los Angeles. TCX is a toroidal MacKenzie machine with an external magnetic field provided by 48 magnetic cusps arranged in poloidal rings. A transformer generates a toroidal electric field which causes a current to flow in the plasma. Experimentally, the following parameters are observed in hydrogen: ne = 2 × 1013cm− 3, Te = 10 – 20 eV, Ti = 40 – 110 eV. The toroidal current is carried mostly by the ions. A computer model of TCX has been developed, using a two-and-one-half-dimensional electromagnetic particle code. Basically, the simulation results (the electrons are restrained by the magnetic cusp fields, the ions are free to move, there is ion heating, and a relatively large fraction of the current is ion current) agree with those of the experiment and are explained by simple physical theoretical arguments. These provide the scalings observed in the simulation model.
Toroidal Cusp Experiment (TCX) についてコンピュータシミュレーションを実施した。TCXは、カリフォルニア大学ロサンゼルス校で建設され運転されているプラズマ装置である。TCXは、ポロイダルリング状に配置された48個の磁気カスプによって外部磁場が供給されるトロイダル型MacKenzie装置である。変圧器がトロイダル電場を生成し、それによってプラズマ中に電流が流れる。実験的には、水素中で以下のパラメータが観測される: ne = 2 × 1013cm− 3, Te = 10 – 20 eV, Ti = 40 – 110 eV。トロイダル電流は主にイオンによって担われる。TCXのコンピュータモデルが、2.5次元電磁粒子コードを用いて開発された。基本的に、シミュレーション結果(電子は磁気カスプ場によって拘束され、イオンは自由に移動でき、イオン加熱が生じ、電流の比較的大きな割合がイオン電流である)は実験結果と一致し、単純な物理的理論的考察によって説明される。これらは、シミュレーションモデルで観測されるスケーリング則を与える。