An experimental investigation into the development of ionization in a cylindrical crossed-field plasma source is described. The observations are based mainly on microwave diagnostic methods; 35-Gc/sec interferometry is supplemented by measurements of the reflection of 10-Gc/sec waves from the plasma surface, enabling observations far above the density range normally accessible to microwave methods. We find that there are two stages of ionization. For the first, or pre-ionization stage, measured values of the electron density under various preparation conditions are presented, and estimated values of collision frequency are used for the calculation of the conductivity of the pre-ionized gas. Observations are made of the second stage of ionization, wherein a supersonic ionization front propagates through the pre-ionized gas raising it to a highly ionized state. Front velocities are measured for various pressures, magnetic induction fields and currents. Microwave reflections are used to monitor the build-up of ionization following the arrival of the ionization front at the end of the plasma vessel.
円筒形の交差電界プラズマ源における電離の進行に関する実験的調査について述べる。観測は主にマイクロ波診断法に基づくものであり、35-Gc/sec干渉法を、プラズマ表面からの10-Gc/sec波の反射測定によって補完し、これによりマイクロ波法で通常到達可能な密度範囲をはるかに超えた観測が可能となる。電離には二つの段階があることが分かる。第一段階、すなわち予備電離段階については、様々な準備条件下で測定された電子密度の値を示し、推定された衝突周波数の値を用いて予備電離気体の導電率を計算する。第二段階の電離の観測が行われ、そこでは超音速電離前線が予備電離気体中を伝播し、それを高電離状態へと上昇させる。前線速度は様々な圧力、磁束密度、および電流について測定される。マイクロ波反射は、電離前線がプラズマ容器の端に到達した後の電離の成長を監視するために用いられる。