Experiments with the first complete high-β stellarator torus with helical magnetic axis are reported. The Garching 2.6-MJ capacitor bank was used to feed a toroidal theta coil with a major.diameter of 2.7 m (ISAR T1), Toroidal equilibrium was achieved by superposing helical ℓ = 1 and ℓ = 2 (partly also ℓ = 0) fields on the slender (A = RT/r0 ≈ 150) toroidal pinch plasma such that the plasma surface facing the torus centre was more corrugated than the outer side (M-and-S effect). The toroidal equilibrium condition and the corresponding plasma distortions were consistent with sharp-boundary-model predictions. Effects in connection with initial dynamics, toroidal plasma currents and transverse magnetic fields could be explained by simple models. In agreement with sharp-boundary theory, short wavelength m = 1 and m = 2 modes were found to be stable and long wavelength m = 1 modes were unstable, limiting the plasma life-time by wall contact. Long-wavelength m ≥ 2 instabilities were not observed in contrast to sharp-boundary theory, i.e. this model is much too pessimistic for m ≥ 2 modes, even if the finite gyroradius is included. No significant difference in the stability behaviour was found, compared with previous linear and toroidal sector experiments.
最初の完全な高ベータ・ステラレータ・トーラスであって、螺旋状磁気軸を有するものに関する実験を報告する。2.6MJのガルヒング・コンデンサ・バンクを用いて、直径2.7mのトロイダル・シータ・コイル（ISAR T1）に給電した。トロイダル平衡は、細長い（A = RT/r0 ≈ 150）トロイダル・ピンチ・プラズマに、螺旋状のℓ = 1およびℓ = 2（一部はℓ = 0も）の磁場を重畳することによって達成され、トーラス中心側のプラズマ表面は外側よりも強く起伏した（M&S効果）。トロイダル平衡条件および対応するプラズマ変形は、シャープ・バウンダリ・モデルの予測と一致した。初期ダイナミクス、トロイダル電流、および横断磁場に関連する効果は、単純なモデルによって説明できた。シャープ・バウンダリ理論と一致して、短波長のm = 1およびm = 2モードは安定である一方、長波長のm = 1モードは不安定であり、プラズマの寿命は壁への接触によって制限された。m ≥ 2の長波長不安定性は観測されず、これはシャープ・バウンダリ理論（有限ラーマー半径効果を含めても、m ≥ 2モードに対しては過度に悲観的である）とは対照的であった。以前の線形およびトロイダル・セクタ実験と比較して、安定性挙動に有意な差異は見られなかった。