We review experiments performed on cesium and potassium thermal plasmas produced by thermal ionization of neutral atoms on tungsten and tantalum surfaces. A brief description of typical cesium or potassium thermal-plasma devices is given in section 2 of the paper. Section 3 deals with actual experiments, and the material is divided as follows:a. Experiments on plasma diffusion across a magnetic field. In these experiments it is found that when no current is passed through the plasma, diffusion proceeds according to the predictions of the "classical" theory (D⊥ ≈ 1/B2). The magnitudes of the diffusion coefficients are also in agreement with the results of classical theory based on ion-electron collisions.b. Excitation and propagation of low-frequency waves. Three different experiments are described. The first deals with ion waves excited by passage of a small current along the magnetic lines over a very small part of the plasma cross section. The frequency of the oscillations is generally slightly in excess of the ion cyclotron frequency, and the waves are electrostatic ion waves propagating almost at a right angle to the magnetic lines. The second experiment deals with ion waves propagating in the azimuthal direction across the magnetic lines and the radial density gradients of the plasma column. The phase velocity of these waves has the same magnitude as the ion macroscopic velocity of the zero-order motion. The third experiment deals with excitation, propagation along the magnetic lines and damping of ion acoustic waves. The phase velocity and the damping of the waves have been measured. In particular, the wave attenuation appears to be explainable only in terms of collisionless (Landau) damping.c. Spectroscopy experiments. We give a brief description of a spectroscopic determination of the recombination coefficient in cesium.d. Beam-plasma interaction. We discuss the effect of this interaction on the amplification of a microwave signal applied as a modulation to an electron beam that passes through a 2.2-cm length of cesium plasma.Section 4 contains a few considerations about experiments that appear feasible with alkali-metal plasma devices, some of which are under way. In particular, the production of a cesium plasma in a stellarator geometry is considered.
我々は、タングステンおよびタンタル表面上での中性原子の熱電離によって生成されるセシウムおよびカリウム熱プラズマに対して実施された実験を概説する。典型的なセシウムまたはカリウム熱プラズマ装置の簡単な説明は、本論文の第2節に示されている。第3節では実際の実験を扱い、その内容は以下のように分類される：a. 磁場を横切るプラズマ拡散に関する実験。これらの実験では、プラズマに電流を流さない場合、拡散は「古典的」理論（D⊥ ≈ 1/B2）の予測に従って進行することが見出された。拡散係数の大きさも、イオン-電子衝突に基づく古典的理論の結果と一致している。b. 低周波波動の励起と伝播に関する実験。3つの異なる実験が記述されている。第1の実験は、プラズマ断面のごく一部において磁力線に沿って小さな電流を流すことによって励起されるイオン波を扱う。振動の周波数は一般にイオンサイクロトロン周波数をわずかに上回り、波動は磁力線に対してほぼ直角に伝播する静電イオン波である。第2の実験は、磁力線を横切る方位角方向およびプラズマ柱の動径密度勾配方向に伝播するイオン波を扱う。これらの波の位相速度は、ゼロ次運動のイオン巨視的速度と同程度の大きさを持つ。第3の実験は、イオン音響波の励起、磁力線に沿った伝播、および減衰を扱う。波の位相速度と減衰が測定されている。特に、波の減衰は無衝突（ランダウ）減衰のみによって説明可能であるように思われる。c. 分光学実験。セシウムにおける再結合係数の分光学的決定について簡単に説明する。d. ビーム-プラズマ相互作用。電子ビームに印加されたマイクロ波信号の増幅に対するこの相互作用の効果について議論する。電子ビームは2.2cmの長さのセシウムプラズマを通過する。第4節では、アルカリ金属プラズマを用いた装置で実現可能と思われるいくつかの実験に関する考察を含む。その一部は進行中である。特に、ステラレーター幾何学配置におけるセシウムプラズマの生成が検討されている。