The purpose of the experiment using the BSG-I device described here is to study the expansion of a plasma, produced in a strong magnetic field by a theta pinch, into a weak magnetic channel and the thermalization of the kinetic energy of this plasma flow by a magnetic mirror field. The plasma, to which the fluid model is applicable, treated here is collision dominated and low-β. Shock phenomena due to the mirror field at the far end of the device are observed by several kinds of measurements and it was concluded that some part of the kinetic energy of the plasma flow was changed to thermal energy by the shock phenomenon. Plasma parameters measured in front of and behind the shock front were consistent with the Rankine-Hugoniot relations. Thus the ion temperature rises after the shock and approaches that of the initial plasma as produced in the theta pinch region before the expansion.
ここで述べるBSG-I装置を用いた実験の目的は、シータピンチによって強磁場中で生成されたプラズマの弱磁場チャネルへの膨張と、磁気ミラー磁場によるこのプラズマ流の運動エネルギーの熱化を研究することである。ここで扱う、流体モデルが適用可能なプラズマは、衝突支配的かつ低βである。装置の遠端にあるミラー磁場による衝撃波現象は、数種類の測定によって観測され、プラズマ流の運動エネルギーの一部が衝撃波現象によって熱エネルギーに変換されたと結論された。衝撃波面の前後で測定されたプラズマパラメータは、ランキン・ユゴニオ関係式と一致した。したがって、イオン温度は衝撃波後に上昇し、膨張前にシータピンチ領域で生成された初期プラズマの温度に近づく。