The instantaneous plasma structure of the SPHEX spheromak is determined here by numerically processing data from insertable Rogowski and magnetic field probes. Data is presented and compared for two modes of gun operation: with the central electrode biased positively and negatively. It is found that while the mean-, or even instantaneous-, field structure would give the impression of a roughly axisymmetric spheromak, the instantaneous current structure does not. Hundred per cent variations in J measured at the magnetic axis can be explained by the rotation of a current filament that has a width equal to half of the radius of the flux-conserving first wall. In positive gun operation, current leaves the filament in the confinement region leading to high wall current there. In negative gun operation, wall current remains low as all injected current returns to the gun through the plasma. The plasma, in either instance, is strongly asymmetric. We discuss evidence for the existence of the current filament in other gun-driven spheromaks and coaxial plasma thrusters.
SPHEXスフェロマクの瞬間的なプラズマ構造は、挿入可能なロゴスキープローブと磁場プローブからのデータを数値処理することによって決定された。データは、ガン運転の2つのモード、すなわち中心電極が正にバイアスされた場合と負にバイアスされた場合について提示され、比較された。平均的な、あるいは瞬間的な磁場構造は、ほぼ軸対称なスフェロマクの印象を与えるが、瞬間的な電流構造はそうではないことが見出された。磁気軸上で測定されたJの100%の変動は、磁束保存第一壁の半径の半分に等しい幅を持つ電流フィラメントの回転によって説明できる。正のガン運転では、電流はフィラメントから閉じ込め領域へ出て行き、その結果、壁での電流が高くなる。負のガン運転では、注入された全電流がガンを通って戻るため、壁での電流は低いままである。どちらの場合も、プラズマは強く非対称である。他のガン駆動スフェロマクや同軸プラズマスラスタにおける電流フィラメントの存在の証拠について議論する。