Non-inductive plasma current start-up by EC and RF power was carried out on the TST-2 device. Low frequency RF (21 MHz) sustainment was demonstrated, and the obtained high βp spherical tokamak configuration has similar equilibrium values as the EC (2.45 GHz) sustained plasma. Equilibrium analysis revealed detailed information on three discharge phases: (i) in the initial current formation phase, the plasma current increases with the stored energy, and the current is in the same order as that predicted by theory. (ii) In the current jump phase, the current density profile, which is peaked near the outboard boundary, is not deformed but increases slowly and the initial closed flux surface appears when the current reaches a maximum. (iii) In the current sustained phase, equilibrium is characterized by the hollowness of the current density profile, and it determines the fraction of the current inside the last closed flux surface to the total current. Both EC and RF injections show a similar equilibrium. While MHD instabilities often terminate the RF sustained plasma, no such phenomenon was observed in the EC sustained plasma.
TST-2装置において、ECパワーおよびRFパワーによる非誘導電流立ち上げを実施した。低周波RF(21 GHz)による維持が実証され、得られた高β球状トカマク配位は、EC(2.45 GHz)により維持されたプラズマと同様の平衡値を有する。平衡解析により、3つの放電フェーズに関する詳細な情報が得られた:(i)初期電流形成フェーズでは、プラズマ電流は蓄積エネルギーとともに増加し、その電流値は理論による予測と同程度である。(ii)電流ジャンプフェーズでは、外側境界付近でピークを持つ電流密度分布は変形せず、ゆっくりと増加し、初期閉磁気面は電流が最大値に達したときに現れる。(iii)電流維持フェーズでは、平衡は電流密度分布のホローネスによって特徴づけられ、それが最終閉磁気面内部の電流の全電流に対する割合を決定する。ECおよびRFの両方の入射において同様の平衡が示された。RF維持プラズマではMHD不安定性によって終了することが多いのに対し、EC維持プラズマではそのような現象は観測されなかった。