We present results of recent studies of merging/reconnection heating during central solenoid (CS)-free plasma startup in the Mega Amp Spherical Tokamak (MAST). During this process, ions are heated globally in the downstream region of an outflow jet, and electrons locally around the X-point produced by the magnetic field of two internal P3 coils and of two plasma rings formed around these coils, the final temperature being proportional to the reconnecting field energy. There is an effective confinement of the downstream thermal energy, due to a thick layer of reconnected flux. The characteristic structure is sustained for longer than an ion–electron energy relaxation time, and the energy exchange between ions and electrons contributes to the bulk electron heating in the downstream region. The peak electron temperature around the X-point increases with toroidal field, but the downstream electron and ion temperatures do not change.
我々は、Mega Amp Spherical Tokamak (MAST) における中心ソレノイド(CS)を用いないプラズマ立ち上げ中の合体/リコネクション加熱に関する最近の研究結果を提示する。この過程では、イオンは流出ジェットの下流領域で全体的に加熱され、電子は2つの内部P3コイルとこれらのコイルの周囲に形成された2つのプラズマリングの磁場によって生成されるX点の周囲で局所的に加熱され、最終温度はリコネクション磁場エネルギーに比例する。下流の熱エネルギーは、リコネクトした磁束の厚い層により効果的に閉じ込められる。この特徴的な構造は、イオン-電子エネルギー緩和時間よりも長く維持され、イオンと電子の間のエネルギー交換は、下流領域におけるバルク電子加熱に寄与する。X点周囲のピーク電子温度はトロイダル磁場とともに増加するが、下流の電子温度とイオン温度は変化しない。