Self-generation of toroidal magnetic flux and particle acceleration during a reconnection event are two of the main characteristics of the reversed field pinch (RFP) configuration. However, direct experimental observations that explicitly identify the precise location where the effects of reconnection events are strongly manifested in deep-reversal discharges are lacking. This paper presents the first experimental observation of a distinct hollow soft x-ray (SXR) emissivity distribution in the deep-reversal discharge () of the low-aspect-ratio (low-) RFP device RFP of low-aspect-ratio experiment. Using a high-speed SXR imaging system, we successfully captured the rapid dynamics of the internal plasma structure during an oscillation event. Detailed profile analysis and equilibrium reconstruction estimations confirm that the observed hollow SXR emission is confirmed to be highly localized in the vicinity of the resonant surface, which is the reversal surface (at a normalized radius of ). The SXR intensity synchronizes with the plasma current oscillation, peaking approximately in synchronization with the onset of the rapid drop phase of the oscillation cycle. Analysis of the magnetohydrodynamic (MHD) mode activity suggests that the generation of this hollow emissivity structure is associated with particle acceleration resulting from magnetic reconnection, which is associated with the dynamo effect. While the potential contribution of impurity radiation cannot be entirely excluded based on visible light spectroscopy, the synchronization with magnetic fluctuations indicates that the dynamo effect plays a primary role. The findings of this study provide valuable insights into the nonlinear MHD dynamics in RFP plasmas and the formation of a localized poloidal current sheet.
リコネクション事象中のトロイダル磁束の自己生成と粒子加速は、反転磁場ピンチ(RFP)配位の2つの主要な特徴である。しかし、リコネクション事象の効果が強く現れる正確な位置を深い反転放電において明示的に特定する直接的な実験観測は不足している。本論文は、低アスペクト比(低-)RFP装置RFP of low-aspect-ratio experimentの深い反転放電()において、明確な中空状の軟X線(SXR)放射率分布を初めて実験観測したことを報告する。高速SXRイメージングシステムを用いて、我々は振動事象中の内部プラズマ構造の急速なダイナミクスの捕捉に成功した。詳細なプロファイル解析と平衡再構成の推定により、観測された中空SXR放射は、反転面(規格化半径)である共鳴表面の近傍に高度に局在することが確認された。SXR強度はプラズマ電流振動と同期し、振動周期の急激な低下位相の開始とほぼ同期してピークに達する。磁気流体力学(MHD)モード活動の解析は、この中空の放射率構造の生成が、ダイナモ効果と関連する磁気リコネクションに起因する粒子加速と関連していることを示唆している。可視光分光法に基づいて不純物放射の潜在的な寄与を完全に除外することはできないが、磁気揺動との同期はダイナモ効果が主要な役割を果たすことを示している。本研究の知見は、RFPプラズマにおける非線形MHDダイナミクスと、局所的なポロイダル電流シートの形成に関する貴重な洞察を提供する。