The scaling of the axial potential profile measured in the Tandem Mirror Experiment-Upgrade (TMX-U) is reported. These measurements were done with the end walls at ground potential. As predicted theoretically, the results suggest that a deep thermal barrier is achieved when the mirror confined electron fraction in the end cells exceeds 90% of the total density and when there is sufficient pumping of cold, potentially confined ions. In operation with shallow thermal barriers, a potential maximum near the inner turning point of the sloshing ions is frequently observed. The central cell confining potential associated with this local maximum is large enough to have a significant effect on the ion axial confinement time. Measurements of the total ion confining potential were difficult. There is evidence of classical scaling of the parallel particle confinement with the magnitude of the ion confining potential. However, in some cases, long axial confinement times are accompanied by enhanced ambipolar radial losses. These losses are interpreted as occurring in the population of passing ions. Finally, it is observed that the overall machine potential is determined by the plasma densities, the thermal barrier depth and the electron cyclotron heating power, consistent with theoretical predictions based only on collisional and radiofrequency diffusion of the electrons.
TMX-Uで測定された軸方向ポテンシャルプロファイルのスケーリングを報告する。これらの測定は、端壁を接地電位にして行われた。理論的に予測されたように、結果は、端セル内のミラー閉じ込め電子割合が全密度の90%を超え、冷たく潜在的に閉じ込められたイオンの十分な排気がある場合に、深い熱障壁が達成されることを示唆している。浅い熱障壁での運転では、スロッシングイオンの内側転回点近くのポテンシャル最大値が頻繁に観測される。この局所的最大値に関連する中央セル閉じ込めポテンシャルは、イオン軸方向閉じ込め時間に有意な影響を与えるのに十分大きい。全イオン閉じ込めポテンシャルの測定は困難であった。平行粒子閉じ込めがイオン閉じ込めポテンシャルの大きさとともに古典的にスケーリングするという証拠がある。しかし、いくつかの場合、長い軸方向閉じ込め時間は増強された両極性径方向損失を伴う。これらの損失は通過イオンの集団において発生すると解釈される。最後に、全体の装置ポテンシャルは、プラズマ密度、熱障壁深さ、および電子サイクロトロン加熱パワーによって決定されることが観測され、これは電子の衝突および高周波拡散のみに基づく理論的予測と一致する。