It has been shown that an m = 0 instability of a Z pinch carrying a current of the order of 10 MA with a rise time of less than 10 ns can generate a spark capable of igniting a fusion detonation in the adjacent DT plasma channel. A possible method for generating such currents, necessary for the implosion of an initial large radius, low temperature Z pinch, can be a radial implosion of a cylindrical fast liner. The problem has been addressed in previous publications without considering the role played by an initially impressed m = 0 perturbation, a mechanism indispensable for the generation of a spark. The liner-Z pinch dynamics can be solved at several levels of physical model completeness. The first corresponds to a zero dimensional model in which the liner has a given mass per unit length and a zero thickness, the plasma is compressed adiabatically and is isotropic, and there are no energy losses or Joule heating. The second level is one dimensional. The Z pinch plasma is described by the full set of MHD, two-fluid equations. The liner is treated first as thin and incompressible, and subsequentlyit is assumed that it has a finite thickness and is composed of a heavy ion plasma, having an artificial but realistic equation of state. Both plasma and liner are considered uniform in the Z direction and only DT reactions are considered. It isshown that, given sufficient energy and speed of the liner, the Z pinch can reach a volume ignition.The third level is two dimensional. Plasma and liner are treated as in the second level but either the Z pinch or the liner is perturbed by an m = 0 non-uniformity. Provided the liner energy is high enough and the initial m = 0 perturbation is correctly chosen, the final neck plasma can act as a spark for DT ignition. It is also shown that the liner energy required for generating a spark and the subsequent detonation propagation are considerably less than in the case of volume ignition.
10 MAのオーダーの電流を流し、立ち上がり時間が10 ns未満であるZピンチのm=0不安定性が、隣接するDTプラズマチャネルで核融合爆轟を点火できるスパークを生成できることが示されている。そのような電流を生成するための可能な方法は、初期の大半径・低温Zピンチの爆縮に必要であり、円筒状の高速ライナーの半径方向の爆縮であり得る。この問題は、以前の出版物において、スパークの生成に不可欠な機構である、最初に印加されたm=0摂動の役割を考慮せずに扱われてきた。ライナー-Zピンチのダイナミクスは、物理モデルの完全性のいくつかのレベルで解くことができる。第一は、ライナーが単位長さあたりの所定の質量とゼロの厚さを持ち、プラズマが断熱的に圧縮され等方的であり、エネルギー損失やジュール加熱がないゼロ次元モデルに対応する。第二のレベルは一次元である。Zピンチプラズマは、完全なMHD二流体方程式のセットによって記述される。ライナーは、最初は薄く非圧縮性として扱われ、その後、有限の厚さを持ち、重イオンプラズマから構成され、人為的だが現実的な状態方程式を持つと仮定される。プラズマとライナーの両方がZ方向に一様であると見なされ、DT反応のみが考慮される。ライナーの十分なエネルギーと速度が与えられれば、Zピンチは体積点火に達することができることが示される。第三のレベルは二次元である。プラズマとライナーは第二のレベルと同様に扱われるが、Zピンチまたはライナーのいずれかがm=0の非一様性によって摂動される。ライナーエネルギーが十分に高く、初期のm=0摂動が正しく選択されれば、最終的なネックプラズマはDT点火のためのスパークとして機能し得る。また、スパークを生成し、その後の爆轟伝播に必要なライナーエネルギーは、体積点火の場合よりもかなり少ないことが示される。