The three dimensional dynamics of a spheromak-like compact toroid (SCT) plasmoid, which is injected into a magnetized target plasma region, is investigated by using MHD numerical simulations. It is found that the process of SCT penetration into this region is much more complicated than that which has been analysed so far by using a conducting sphere (CS) model. The injected SCT suffers from a tilting instability, which grows with a similar timescale to that of the SCT penetration. The instability is accompanied by magnetic reconnection between the SCT magnetic field and the target magnetic field, which disrupts the magnetic configuration of the SCT. Magnetic reconnection plays a role in supplying the high density plasma, initially confined in the SCT magnetic field, to the target region. The penetration depth of the SCT high density plasma is also examined. It is shown to be shorter than that estimated from the CS model. The SCT high density plasma is decelerated mainly by the Lorentz force of the target magnetic field, which includes not only the magnetic pressure force but also the magnetic tension force. Furthermore, by comparing the SCT plasmoid injection with the bare plasmoid injection, magnetic reconnection is considered to relax the magnetic tension force, i.e. the deceleration of the SCTplasmoid.
スフェロマック状コンパクトトロイド(SCT)プラズモイドの3次元ダイナミクスであって、磁化標的プラズマ領域に注入されるものは、MHDシミュレーションを用いて調査される。この領域へのSCTの侵入過程は、これまで導体球(CS)モデルを用いて解析されてきたものよりもはるかに複雑であることが見出される。注入されたSCTは、SCTの侵入と同程度の時間スケールで成長する傾斜不安定性を受ける。この不安定性には、SCT磁場と標的磁場との間の磁気リコネクションが伴い、これがSCTの磁気配位を破壊する。磁気リコネクションは、当初SCT磁場に閉じ込められていた高密度プラズマを標的領域へ供給する役割を果たす。SCT高密度プラズマの侵入深さも調べられる。それはCSモデルから推定されるものよりも浅いことが示される。SCT高密度プラズマは、主に標的磁場のローレンツ力によって減速され、その力には磁気圧力だけでなく磁気張力も含まれる。さらに、SCTプラズモイド注入をベアプラズモイド注入と比較することにより、磁気リコネクションは磁気張力、すなわちSCTプラズモイドの減速を緩和すると考えられる。