We report the first production of high beta plasma confined in a fully levitated laboratory dipole using neutral gas fuelling and electron cyclotron resonance heating. As compared with previous studies in which the internal coil was supported, levitation results in improved confinement that allows higher-density, higher-beta discharges to be maintained at significantly reduced gas fuelling. Contrary to previous supported dipole plasma results which had the stored energy consisting in a hot electron population, a significant plasma stored energy is shown to reside in the bulk plasma. By eliminating supports used in previous studies, cross-field transport becomes the main loss channel for both the hot and the background species. This leads to a significant improvement in bulk plasma confinement and a dramatic peaking of the density profile. Improved particle confinement assures stability of the hot electron component at reduced neutral pressure.
我々は、中性ガス供給と電子サイクロトロン共鳴加熱を用いて、完全に浮遊させた実験室ダイポール中に閉じ込められた高ベータプラズマの初めての生成を報告する。内部コイルが支持されていた以前の研究と比較して、浮遊化により閉じ込めが改善され、より高密度・高ベータの放電を、大幅に低減されたガス供給量で維持できるようになった。内部コイルが支持されていた以前のダイポールプラズマ研究では、蓄積エネルギーが高温電子集団から構成されていたのとは対照的に、今回の研究では、プラズマ蓄積エネルギーの大部分がバルクプラズマに存在することが示された。以前の研究で用いられていた支持構造を排除することにより、横断輸送が高温成分と背景成分の両方にとって主要な損失経路となる。これにより、バルクプラズマの閉じ込めが大幅に改善され、密度分布の顕著なピーキングがもたらされる。粒子閉じ込めの改善により、低減された中性圧力下でも高温電子成分の安定性が保証される。