The stability of equilibrium states in Z-pinches is considered in this paper. In the analysis of equilibrium states, as in the study of the dynamics of small perturbations disturbing translational and axial symmetry, account was taken of the process of mutual diffusion of the plasma and the magnetic field, Ohmic heating, radiative losses and heat transfer due to electron heat conductivity. The study was prompted by the experimentally observed enhanced stability of dense Z-pinches. It has been shown that heterogeneous equilibrium states with low weighted mean heat conductivity, just like nearly isothermal Z-pinches with high heat conductivity, are stable against disturbances of heat balance but have inherent magnetohydrodynamic (MHD) instability. The core of a heterogeneous pinch is virtually unaffected by MHD modes. It has been found that the growth rates of large scale MHD instabilities for heterogeneous equilibria fall sharply when the magnetic Reynolds number calculated from the parameters of the main current carrying plasma becomes ≲ 1. On the basis of the results obtained, the authors postulate a possible non-linear stabilization of MHD instabilities in heterogeneous Z-pinches.
Zピンチにおける平衡状態の安定性について考察する。並進対称性および軸対称性を破る小さな摂動のダイナミクスの研究と同様に、平衡状態の解析においては、プラズマと磁場の相互拡散過程、オーム加熱、放射損失、ならびに電子熱伝導による熱輸送が考慮された。この研究は、高密度Zピンチにおいて実験的に観測された強化された安定性に動機づけられたものである。重み付き平均熱伝導率が低い不均一な平衡状態は、ほぼ等温のZピンチと同様に、熱平衡に対する摂動には安定であるが、本質的な磁気流体力学(MHD)不安定性を有することが示された。不均一ピンチのコアは、MHDモードの影響を実質的に受けない。不均一平衡における大規模MHD不安定性の成長率は、主電流担体プラズマのパラメータから計算される磁気レイノルズ数が≲1になると急激に低下することが見出された。得られた結果に基づき、著者らは不均一ZピンチにおけるMHD不安定性の非線形安定化の可能性を提唱する。