Experimental data from the reversed field experiment, ZT-40M, have been re-examined in an attempt to determine the scaling behaviour of the physical plasma quantities and their fluctuations. A subset of the data is defined, allowing a reduced number of independent variables to describe the behaviour. For flat-top ZT-40M discharges the independent variables are chosen as being the toroidal current, Iϕ, and the dimensionless pinch parameter, Theta , which is proportional to the ratio of the toroidal current to the toroidal magnetic flux. The amplitudes of the dependent variables, including the electron temperature, plasma resistance, toroidal flux, the ratio of Iϕ to the mean electron density and their fluctuation amplitudes, exhibit minima as functions of Θ for constant Iϕ. These minima move towards lower Theta values with increasing Iϕ. Over the range of conditions for acceptable operation, the scaling of variables with Iϕ is not unique but depends on the variation of Θ as Iϕ increases. The Θ variation is governed by the specific conditions (such as constant poloidal β, βp) chosen to set the desired RFP operational constraints. Contour plots of the dependent variables versus the two independent variables, Iϕ and Θ, allow the determination of the Iϕ-Θ trajectory that corresponds to discharges that meet the chosen condition. The analysis shows that the amplitude of the low frequency fluctuations correlates with the mean βp and energy confinement time of ZT-40M. By modifying the external circuits on ZT-40M, low frequency fluctuations were reduced. Comparing the designs of different RFP experiments and their operating behaviour, these modifications suggest design changes for present and future RFP experiments that will benefit their performance
反転磁場配位実験ZT-40Mからの実験データを、物理的プラズマ量とその揺動のスケーリング挙動を決定する試みとして再検討した。データの部分集合を定義することにより、少数の独立変数でその挙動を記述できるようにした。フラットトップのZT-40M放電では、独立変数として、トロイダル電流Iφと、トロイダル電流のトロイダル磁束に対する比に比例する無次元ピンチパラメータΘを選択した。従属変数(電子温度、プラズマ抵抗、トロイダル磁束、平均電子密度に対するIφの比、およびそれらの揺動振幅を含む)の振幅は、一定のIφに対するΘの関数として極小を示す。これらの極小値は、Iφの増加に伴ってより低いΘ値へと移動する。許容可能な運転条件の範囲では、Iφに対する変数のスケーリングは一意ではなく、Iφの増加に伴うΘの変化に依存する。Θの変化は、所望のRFP運転制約を設定するために選択された特定の条件(一定のポロイダルβ、βpなど)によって支配される。従属変数の2つの独立変数IφおよびΘに対する等高線プロットにより、選択した条件を満たす放電に対応するIφ-Θ軌跡を決定できる。解析の結果、低周波揺動の振幅はZT-40Mの平均βpおよびエネルギー閉じ込め時間と相関することが示された。ZT-40Mの外部回路を変更することにより、低周波揺動が低減された。異なるRFP実験の設計とその運転挙動を比較すると、これらの変更は、現在および将来のRFP実験の性能向上に資する設計変更を示唆するものである。