In a single-ended Q-machine the effect of a radial electric field on current-driven low frequency instabilities is investigated experimentally. The field is produced by biasing a cylindrical wall surrounding the plasma column. When the wall potential is positive, the low frequency potential relaxation instability is effectively suppressed, and the current is not limited by anomalous resistivity. In that regime a new type of instability is found with a higher frequency that increases proportionally to the wall potential. When the wall potential is negative, the potential relaxation instability is enhanced, and a strong modulation and periodic limitation of the current occurs. The results show that the potential relaxation instability is well controlled by the wall potential, an effect which might be relevant for achieving a stable high current in a plasma. The investigations also shed more light on the mechanism of the one-dimensional potential relaxation instability.
単一終端Qマシンにおいて、動径電場が電流駆動の低周波不安定性に及ぼす影響を実験的に調べた。この電場は、プラズマを囲む円筒壁にバイアスを印加することによって生成される。壁電位が正の場合、低周波の電位緩和不安定性は効果的に抑制され、電流は異常抵抗による制限を受けない。この状態では、壁電位に比例して周波数が増加する新たな不安定性が観測された。一方、壁電位が負の場合、電位緩和不安定性は増強され、電流の強い変調と周期的な制限が生じる。これらの結果は、電位緩和不安定性が壁電位によって良好に制御可能であることを示しており、この効果はプラズマ中で高い電流を安定に実現する上で重要となり得る。また、本研究は一次元電位緩和不安定性の機構に関する理解をさらに深めるものである。