We report production of hydrogen plasma using a 2.45 GHz microwave source in a toroidal device BETA (Bora D 1989 Phys. Lett. 139A 308). The equilibrium density, floating potential and plasma temperature in the poloidal cross section have been measured. Contours of equal density and floating potential exhibit a slab nature in the vertical direction of the poloidal cross section. Plasma is formed with a peak density of . The electron temperature is about 4 - 7 eV. Our measurements reveal that the X-mode wave is mode converted to electrostatic modes near upper hybrid resonance (UHR), which propagates close to the electron cyclotron resonance (ECR) region where the entire energy of the waves is deposited. Thus we observe plasma profiles broadened towards the weaker magnetic field region up to the UHR region, with an inner boundary near ECR region. This is further supported by numerical calculation. The fluctuating component of the density and floating potential is also measured. Low-frequency (LF) electrostatic instabilities are observed to be radially localized. The presence of both flute and drift modes is reported. Our measurements reveal that the excitation of LF fluctuations depends strongly on the sign of the product where and are the radial density and magnetic field gradients, respectively. LF coherent fluctuating modes are observed in the region where and a turbulent spectrum is observed where the condition is satisfied. Our measurements reveal that collisional drift modes could be excited when (where ), whereas Rayleigh - Taylor modes could be excited when and the density gradient is antiparallel to the effective gravity `g'.
我々は、トロイダル装置BETA（Bora D 1989 Phys. Lett. 139A 308）において、2.45 GHzマイクロ波源を用いた水素プラズマの生成を報告する。ポロイダル断面における平衡密度、浮遊電位、およびプラズマ温度を測定した。ポロイダル断面の鉛直方向において、等密度線および等浮遊電位線はスラブ状の性質を示す。プラズマは、ピーク密度[数値]で形成される。電子温度は約4〜7 eVである。我々の測定により、Xモード波は上部混成共鳴（UHR）付近で静電波にモード変換され、その静電波は電子サイクロトロン共鳴（ECR）領域近傍を伝播し、そこで波の全エネルギーが堆積することが明らかになった。したがって、我々は、ECR領域付近に内側境界を持ち、UHR領域まで弱磁場領域に向かって広がったプラズマ分布を観測する。これは数値計算によってさらに裏付けられる。密度および浮遊電位の変動成分も測定した。低周波（LF）静電不安定性は、径方向に局在していることが観測される。フルートモードとドリフトモードの両方の存在が報告される。我々の測定により、LF変動の励起は、積[数式]の符号に強く依存することが明らかになった。ここで、[数式]はそれぞれ径方向密度勾配と磁場勾配である。LFコヒーレント変動モードは、[条件式]の領域で観測され、乱流的スペクトルは[条件式]が満たされる領域で観測される。我々の測定により、[数式]（ここで[数式]）の場合には衝突性ドリフトモードが励起され得る一方、[数式]かつ密度勾配が有効重力`g'と反平行の場合にはレイリー・テイラーモードが励起され得ることが明らかになった。