The experimental and theoretical results obtained in the last two years on the interaction of neutral particle beams and high-frequency waves with a plasma using the spherical tokamak Globus-M are discussed. The experiments on the injection of low-energy proton beam of ∼300 eV directed particle energy are performed with a plasma gun that produces a hydrogen plasma jet of density up to 3 × 1022 m−3 and a high velocity up to 250 km s−1. A moderate density rise (up to 30%) is achieved in the central plasma region without plasma disruption. Experiments on high-energy (up to 30 keV) neutral beam injection into the D-plasma are analysed. Modelling results on confinement of fast particles inside the plasma column that follows the neutral beam injection are discussed. The influence of the magnetic field on the fast particle losses is argued. A neutral beam injection regime with primary ion heating is obtained and discussed. The new regime with fast current ramp-up and early neutral beam injection shows electron temperature rise and formation of broad Te profiles until the q = 1 flux surface enters the plasma column. An energetic particle mode in the range of frequencies 5–30 kHz and toroidal Alfvén eigenmodes in the range 50–300 kHz are recorded in that regime simultaneously with the Te rise. The energetic particle mode and toroidal Alfvén eigenmodes behaviour are discussed. The toroidal Alfvén eigenmode spectrum appears in Globus-M as a narrow band corresponding to n = 1. The first experimental results on plasma start-up and noninductive current drive generation are presented. The experiments are carried out with antennae providing mostly poloidal slowing down of waves with a frequency of 920 MHz, which is higher than a lower hybrid one existing under the experimental conditions. The high current drive efficiency is shown to be high (of about 0.25 A W−1), and its mechanism is proposed. Some near future plans of the experiments are also discussed.
過去2年間に、球形トカマクGlobus-Mを用いて、中性粒子ビームおよび高周波波とプラズマとの相互作用に関して得られた実験的および理論的結果について議論する。約300 eVの指向粒子エネルギーを持つ低エネルギープロトンビームの入射実験は、密度が最大3 × 1022 m−3、高速度が最大250 km s−1の水素プラズマジェットを生成するプラズマガンを用いて実施された。中央プラズマ領域では、プラズマ破壊を伴わずに適度な密度上昇（最大30%）が達成された。Dプラズマへの高エネルギー（最大30 keV）中性ビーム入射に関する実験を解析した。中性ビーム入射に続くプラズマ柱内部での高速粒子の閉じ込めに関するモデリング結果について議論する。磁場が高速粒子損失に及ぼす影響について論じる。主イオン加熱を伴う中性ビーム入射レジームが得られ、議論された。高速電流立ち上げと早期中性ビーム入射を伴う新しいレジームでは、q = 1フラックス面がプラズマ柱に入るまで電子温度の上昇と広いTe分布の形成が示された。そのレジームでは、Te上昇と同時に、5〜30 kHzの周波数範囲の高エネルギー粒子モードと50〜300 kHzの範囲のトロイダル・アルヴェン固有モードが記録された。高エネルギー粒子モードとトロイダル・アルヴェン固有モードの挙動について議論する。Globus-Mにおけるトロイダル・アルヴェン固有モードスペクトルは、n = 1に対応する狭帯域として現れる。プラズマ立ち上げと非誘導電流駆動生成に関する最初の実験結果を示す。実験は、実験条件下に存在する低ハイブリッド周波数よりも高い920 MHzの周波数を持つ波の主として極方向減速を提供するアンテナを用いて実施された。電流駆動効率は高い（約0.25 A W−1）ことが示され、そのメカニズムが提案された。実験の近い将来の計画についても議論する。