Solid hydrogen spheres were injected into the ORMAK tokamak as a test of pellet refuelling for tokamak fusion reactors. Pellets 70 μm and 210 μm in diameter were injected with speeds of 91 m/s and 100 m/s, respectively. Each of the 210-μm pellets added about 1% to the number of particles contained in the plasma. Excited neutrals, ablated from these hydrogen spheres, emitted light, which was monitored either by a photomultiplier or by a high-speed framing camera. From these light signals it was possible to measure pellet lifetimes, ablation rates, and the spatial distribution of hydrogen atoms in the ablation clouds. The average measured lifetime of the 70-μm pellets was 422 μs, and the 210-μm spheres lasted 880 μs under bombardment by the plasma. These lifetimes and measured ablation rates are in good agreement with a theoretical model which takes into account shielding of plasma electrons by hydrogen atoms ablated from spherical hydrogen ice.
固体水素球をORMAKトカマクに注入し、トカマク核融合炉におけるペレット燃料補給の試験を行った。直径70μmおよび210μmのペレットを、それぞれ91m/sおよび100m/sの速度で注入した。210μmペレットはそれぞれ、プラズマ中に含まれる粒子数の約1%を追加した。これらの水素球からアブレーションされた励起中性粒子は光を放出し、その光はフォトマルチプライアーまたは高速フレーミングカメラのいずれかによって監視された。これらの光信号から、ペレットの寿命、アブレーション率、およびアブレーション雲中の水素原子の空間分布を測定することが可能であった。70μmペレットの平均測定寿命は422μsであり、210μm球はプラズマによる衝撃下で880μs持続した。これらの寿命および測定されたアブレーション率は、球状の水素氷からアブレーションされた水素原子によるプラズマ電子の遮蔽を考慮した理論モデルと良好な一致を示している。