The results of the experimental campaign on Globus-M (R = 0.36 m, a = 24 m) devoted to investigating density limits and density control are reported. The experiments were performed at Btor = 0.4 T, Ip = 0.18–0.25 MA, q95 = 3.5–5 and plasma vertical elongation, κ ∼ 1.5–1.7. The density limits achieved with the gas puffing method of density control in the previous periods in ohmic heating (OH) regime are discussed. The progress made in OH scenario optimization helped the density to approach the Greenwald limit. Co-current neutral beam of deuterium with the power in the range of 0.45–0.6 MW at the beam energy of 28–29 keV was injected into deuterium target plasma at the early stage of the discharge, which allowed the density to overcome the Greenwald limit. Line averaged densities in excess of 1.5 × 1020 m−3 were achieved, during the external gas puff. An ion temperature increase, measured by NPA was accompanied by a definite increase in the electron energy content, registered by Thomson scattering. Injection of a pure, highly ionized hydrogen plasma jet with a density up to 1022 m−3, total number of accelerated particles (1–5) × 1019 and a flow velocity of ∼110 km s−1 was used as another instrument for density control. It increased plasma particle inventory in the Globus-M by ∼50% (from 0.65 × 1019 to 1 × 1019) in a single shot without target OH plasma parameter degradation. The injection resulted in a fast density increase with the time much shorter than with gas puff fuelling, which was confirmed by Thomson scattering measurements.
密度限界と密度制御の調査を目的としたGlobus-M（R = 0.36 m, a = 24 m）における実験キャンペーンの結果を報告する。実験はBtor = 0.4 T、Ip = 0.18–0.25 MA、q95 = 3.5–5、プラズマ垂直伸長率κ ∼ 1.5–1.7で実施された。以前の期間においてオーミック加熱（OH）領域で密度制御のガスパフ法によって達成された密度限界について議論する。OHシナリオ最適化における進展により、密度はグリーンワルド限界に近づくことができた。重水素のコカレント中性粒子ビーム（出力0.45–0.6 MW、ビームエネルギー28–29 keV）が、放電の初期段階で重水素標的プラズマに注入され、これにより密度はグリーンワルド限界を超えることができた。外部ガスパフ中に、1.5 × 10^20 m^-3を超える線平均密度が達成された。NPAによって測定されたイオン温度の上昇は、トムソン散乱によって記録された電子エネルギー含有量の明確な増加を伴っていた。密度が最大10^22 m^-3、加速粒子の総数が(1–5) × 10^19、流速が約110 km s^-1である、純粋で高度に電離した水素プラズマジェットの注入が、密度制御のもう一つの手段として使用された。それは、標的OHプラズマパラメータの劣化なしに、単一ショットでGlobus-Mのプラズマ粒子インベントリを約50%（0.65 × 10^19から1 × 10^19へ）増加させた。注入により、ガスパフ燃料供給の場合よりもはるかに短い時間での急速な密度増加が生じ、これはトムソン散乱測定によって確認された。