Experiments on the motion of a deuterium plasma in a theta pinch and a screw pinch in the presence of local perturbing magnetic fields are described. Small coils outside the vacuum vessel were used to superimpose a dipole field on the theta pinch, and a transverse field on the screw pinch, and measurements were made of the resulting plasma motion. Experiments were performed using a 350-cm long theta-pinch coil which produced plasmas with an average beta up to 0.45 and an average temperature up to 65 eV. Perturbing fields of ∼5% of the main axial field of 17.5 kG produced local displacements of ∼ 1 cm, which propagated along the plasma with a velocity of about 20 cm μs−1. The displacement was proportional to the perturbing field, and was spatially damped with an e-folding length of about 20 cm. Screw-pinch experiments were performed by superimposing an axial current of 10 kA on the theta pinch; this produced instability growth rates of about 0.5 × 106 s−1. A transverse field of ∼2 kG excited plasma displacements of ∼1 cm. This displacement was found to be proportional to both the axial plasma current and the perturbing field. In all cases the plasma column remained intact and no additional instabilities or rapid diffusion were observed. Predictions of plasma displacement were made using a simple model and good agreement with the experimental results was obtained.
局所的な摂動磁場の存在下でのシータピンチおよびスクリューピンチにおける重水素プラズマの運動に関する実験について述べる。真空容器の外側にある小さなコイルを用いて、シータピンチには双極子磁場を、スクリューピンチには横磁場を重畳し、その結果生じるプラズマ運動の測定を行った。実験は、平均ベータ値が最大0.45、平均温度が最大65 eVのプラズマを生成する350-cm長のシータピンチコイルを用いて行われた。17.5 kGの主軸方向磁場の∼5%の摂動磁場は、∼1 cmの局所的な変位を生じさせ、その変位は約20 cm μs−1の速度でプラズマに沿って伝播した。変位は摂動磁場に比例し、約20 cmのe-folding長で空間的に減衰した。スクリューピンチ実験は、シータピンチに10 kAの軸方向電流を重畳することによって行われ、これにより約0.5 × 106 s−1の不安定性成長率が生じた。∼2 kGの横磁場は、∼1 cmのプラズマ変位を励起した。この変位は、軸方向プラズマ電流と摂動磁場の両方に比例することが見出された。すべての場合において、プラズマ柱は無傷のままであり、追加の不安定性や急速な拡散は観測されなかった。プラズマ変位の予測は単純なモデルを用いて行われ、実験結果と良い一致が得られた。