Plasmas in the Pegasus spherical tokamak are initiated and grown by the non-solenoidal local helicity injection (LHI) current drive technique. The LHI system consists of three adjacent electron current sources that inject multiple helical current filaments that can reconnect with each other. Anomalously high impurity ion temperatures are observed during LHI with Ti,OV ⩽ 650 eV, which is in contrast to Ti,OV ⩽ 70 eV from Ohmic heating alone. Spatial profiles of Ti,OV indicate an edge localized heating source, with Ti,OV ~ 650 eV near the outboard major radius of the injectors and dropping to ~150 eV near the plasma magnetic axis. Experiments without a background tokamak plasma indicate the ion heating results from magnetic reconnection between adjacent injected current filaments. In these experiments, the HeII Ti perpendicular to the magnetic field is found to scale with the reconnecting field strength, local density, and guide field, while experiences little change, in agreement with two-fluid reconnection theory. This ion heating is not expected to significantly impact the LHI plasma performance in Pegasus, as it does not contribute significantly to the electron heating. However, estimates of the power transfer to the bulk ion are quite large, and thus LHI current drive provides an auxiliary ion heating mechanism to the tokamak plasma.
Pegasus球形トカマクにおけるプラズマは、非ソレノイド局所ヘリシティ入射（LHI）電流駆動技術によって生成・成長される。LHIシステムは、互いに再結合し得る複数のヘリカル電流フィラメントを注入する3つの隣接する電子電流源から構成される。LHI中には、Ti,OV ≤ 650 eVという異常に高い不純物イオン温度が観測され、これはオーミック加熱のみによるTi,OV ≤ 70 eVとは対照的である。Ti,OVの空間分布は、エッジに局在した加熱源を示しており、Ti,OVは入射器の外側主半径付近で約650 eVであり、プラズマ磁気軸付近では約150 eVまで低下する。バックグラウンドのトカマクプラズマを伴わない実験は、イオン加熱が隣接する入射電流フィラメント間の磁気再結合に起因することを示している。これらの実験では、磁場に垂直なHeII Tiは、再結合磁場強度、局所密度、およびガイド磁場とともにスケールすることが見出されたが、 はほとんど変化せず、これは二流体再結合理論と一致する。このイオン加熱は、電子加熱に有意に寄与しないため、PegasusにおけるLHIプラズマ性能に大きな影響を与えるとは期待されない。しかしながら、バルクイオンへの電力伝達の推定値はかなり大きく、したがってLHI電流駆動はトカマクプラズマへの補助イオン加熱機構を提供する。