The expansion process of a collision-dominated theta-pinch plasma in a homogeneous magnetic channel and the thermalization process of the kinetic energy of this plasma flow by a magnetic mirror field are studied on the BSG-II device. Previously it was reported that shock phenomena due to a mirror field were observed by several methods of measurement. In this paper four experimental results are presented: (1) the expansion of plasma along the homogeneous magnetic channel is adiabatic; it is well described by a model for one-dimensional isentropic flow of collision-dominated plasma; (2) the flow is supersonic and the occurrence of a shock in front of the mirror field is in accordance with a criterion concerning the supersonic-sonic transition of plasma flow; (3) the rate of plasma loss through the mirror field is reduced by the occurrence of the shock; (4) the values of the plasma parameters measured before and behind the shock front satisfy the Rankine-Hugoniot relations, though plasma pressure, flow velocity and Mach number are time-dependent.
衝突支配シータピンチプラズマの均一磁気チャネルにおける膨張過程と、このプラズマ流の運動エネルギーの磁気ミラー磁場による熱化過程を、BSG-II装置で研究した。以前、ミラー磁場による衝撃波現象がいくつかの測定方法によって観測されたことが報告されている。本論文では4つの実験結果を示す: (1) 均一磁気チャネルに沿ったプラズマの膨張は断熱的であり、衝突支配プラズマの一次元等エントロピー流のモデルによってよく記述される。(2) 流れは超音速であり、ミラー磁場の前方での衝撃波の発生は、プラズマ流の超音速-音速遷移に関する基準と一致する。(3) ミラー磁場を通してのプラズマ損失率は、衝撃波の発生によって減少する。(4) 衝撃波面の前後で測定されたプラズマパラメータの値は、プラズマ圧力、流速、マッハ数が時間依存であるにもかかわらず、ランキン・ユゴニオ関係を満たす。