The stability of dee, inverse-dee and square-cross-section plasmas to axisymmetric modes has been investigated experimentally in Tokapole II, a tokamak with a four-null poloidal divertor. Experimental results are closely compared with predictions of two numerical stability codes: the PEST code (ideal MHD, linear stability) adapted to tokapole geometry and a code which follows the non-linear evolution of shapes similar to tokapole equilibria. Experimentally, there exists an optimal initial vertical position for the plasma for which both dees will experience a small oscillation with the restoring force provided by non-linear passive feedback. Slight vertical displacement of the initial position causes, however, both dees to be unstable to a non-rigid vertical motion. The central-magnetic-axis displacement grows exponentially with a growth time ∼103 poloidal Alfvén times or on the order of the plasma L/R time. Contrarily, the square is always vertically stable. Experimental poloidal flux plots are produced directly from internal-magnetic-probe measurements. The PEST code, ignoring passive feedback, predicts all equilibria to be vertically unstable with the square having the slowest growth. With passive feedback, all are stable. Thus experiment and code agree that the square is the most stable shape, but experiment indicates that passive feedback is partially defeated by finite resistivity. In both code and experiment, square-like equilibria exhibit a relatively harmless horizontal instability.
D形、逆D形、および正方形断面プラズマの軸対称モードに対する安定性が、四重ヌル偏流器を備えたトカマクであるTokapole IIにおいて実験的に調査された。実験結果は、トカポール幾何学に適合させた2つの数値安定性コード、すなわちPESTコード（理想MHD、線形安定性）と、トカポール平衡に類似した形状の非線形発展を追跡するコードの予測と詳細に比較された。実験的には、プラズマの最適な初期垂直位置が存在し、その位置では両方のD形断面が、非線形受動フィードバックによって提供される復元力により小さな振動を示す。しかし、初期位置のわずかな垂直変位は、両方のD形断面を非剛体垂直運動に対して不安定にする。中心磁気軸の変位は、成長時間が約10^3ポロイダルアルフヴェン時間、すなわちプラズマのL/R時間程度で指数関数的に成長する。それとは対照的に、正方形断面は常に垂直方向に安定である。実験的なポロイダル磁束分布図は、内部磁気プローブ測定から直接作成される。PESTコードは、受動フィードバックを無視した場合、すべての平衡状態が垂直方向に不安定であり、正方形断面が最も遅い成長を示すと予測する。受動フィードバックを考慮すると、すべてが安定となる。したがって、実験とコードは、正方形断面が最も安定な形状であるという点で一致するが、実験は受動フィードバックが有限抵抗性によって部分的に打ち負かされることを示している。コードと実験の両方において、正方形に類似した平衡状態は、比較的無害な水平方向の不安定性を示す。