A new method of gas fuelling, pulsed supersonic molecular beam injection(SMBI), has been successfully developed and used in the HL-1M tokamak. SMBI is anattempt to enhance the penetration depth and the fuelling efficiency, as well as to reduce boththe injected particle-wall surface interaction and the impurity content in the plasma.SMBI can be considered a significant improvement over conventional gas puffing. Witha penetration depth of hydrogen particles greater than 15 cm, the rate of increase ofelectron density, de/dt, was up to 7.2 × 1020m-3 s-1without disruption, and the highest plasma density was e = 8.2 × 1019 m-3.The density profile peaking factor Qn reached a maximum value of more than 1.67 afterSMBI. The energy confinement time τE measured by diamagnetism is 10-30% longer thanthat with gas puffing with the other discharge conditions kept the same. SMBI hasrecently been improved to enhance the flux of the beam and to allow a survey of the cluster effect within the beam. A series of new phenomena show the interaction of the beam (includingclusters) with the toroidal plasma, which indicates that hydrogen clusters may beproduced in the beam according to the Hagena empirical scaling law of clustering onset,Γ* = kd0.85P0/T02.29. If Γ* > 100, clusters will form. In thepresent experiment Γ* is about 127.
新しいガス供給方法であるパルス超音速分子ビーム入射（SMBI）が、HL-1Mトカマクにおいて開発され、成功裏に使用された。SMBIは、入射粒子と壁面との相互作用およびプラズマ中の不純物含有量を低減するとともに、浸透深さと供給効率を向上させる試みである。SMBIは、従来のガスパフに比べて大幅な改善と見なすことができる。水素粒子の浸透深さが15 cmを超えると、電子密度の増加率d_e/dtは7.2×10^20 m^-3 s^-1に達し、ディスラプションは発生しなかった。また、最高電子密度はe = 8.2×10^19 m^-3であった。密度分布ピーキング係数Q_nは、SMBI後に最大値1.67を超えた。ダイアマグネティズムによるエネルギー閉じ込め時間τ_Eは、他の放電条件を同じにした場合、ガスパフに比べて10〜30%長かった。SMBIは最近、ビームのフラックスを向上させ、ビーム内のクラスター効果を調査するために改良された。一連の新しい現象が、トーラスプラズマとのビーム（クラスターを含む）の相互作用を示しており、これはクラスターがビーム内で生成される可能性を示唆している。クラスター生成のハゲナ経験則、Γ* = k d^0.85 P_0 / T_0^2.29に従う。Γ* > 100であれば、クラスターが形成される。本実験ではΓ*は約127である。