Merging-compression is a solenoid-free plasma formation method used in spherical tokamaks (STs). Two plasma rings are formed and merged via magnetic reconnection into one plasma ring that then is radially compressed to form the ST configuration. Plasma currents of several hundred kA and plasma temperatures in the keV-range have been produced using this method, however until recently there was no full understanding of the merging-compression formation physics. In this paper we explain in detail, for the first time, all stages of the merging-compression plasma formation. This method will be used to create ST plasmas in the compact (R ~ 0.4–0.6 m) high field, high current (3 T/2 MA) ST40 tokamak. Moderate extrapolation from the available experimental data suggests the possibility of achieving plasma current ~2 MA, and 10 keV range temperatures at densities ~1–5 × 1020 m−3, bringing ST40 plasmas into a burning plasma (alpha particle heating) relevant conditions directly from the plasma formation. Issues connected with this approach for ST40 and future ST reactors are discussed
マージング圧縮は、球状トカマク（ST）で用いられるソレノイドフリーのプラズマ生成法である。2つのプラズマリングが形成され、磁気リコネクションを介して1つのプラズマリングに合体し、その後、動径方向に圧縮されてST配位を形成する。この方法を用いて、数100 kAのプラズマ電流とkeV領域のプラズマ温度が生成されてきたが、最近までマージング圧縮生成物理の完全な理解は得られていなかった。本論文では、マージング圧縮プラズマ生成の全段階を初めて詳細に説明する。この方法は、コンパクト（R〜0.4〜0.6 m）な高磁場・大電流（3 T/2 MA）ST40トカマクにSTプラズマを生成するために用いられる。利用可能な実験データからの適度な外挿により、密度〜1〜5×10^20 m^-3でプラズマ電流〜2 MA、10 keV領域の温度を達成できる可能性が示唆され、ST40プラズマをプラズマ生成から直接、燃焼プラズマ（アルファ粒子加熱）に関連する条件に導くことができる。ST40および将来のST炉に対するこのアプローチに関連する課題について議論する。