Previous measurements of neutron energy using fast plastic scintillators while operating the Fusion Z Pinch Experiment (FuZE) constrained the energy of any yield-producing deuteron beams to less than 4.65 keV. FuZE has since been operated at increasingly higher input power, resulting in increased plasma current and larger fusion neutron yields. A detailed experimental study of the neutron energy isotropy in these regimes applies more stringent limits to possible contributions from beam-target fusion. The FuZE device operated at −25 kV charge voltage has resulted in average plasma currents of 370 kA and D–D fusion neutron yields of neutrons per discharge. Measurements of the neutron energy isotropy under these operating conditions demonstrates the energy of deuteron beams is less than keV. Characterization of the detector response has reduced the number of free parameters in the fit of the neutron energy distribution, improving the confidence in the forward-fit method. Gamma backgrounds have been measured and the impact of these contributions on the isotropy results have been studied. Additionally, a time dependent measurement of the isotropy has been resolved for the first time, indicating increases to possible deuteron beam energies at late times. This suggests the possible growth of m = 0 instabilities at the end of the main radiation event but confirms that the majority of the neutron production exhibits isotropy consistent with thermonuclear origin.
高速プラスチックシンチレータを用いた中性子エネルギーの従来の測定では、核融合Zピンチ実験(FuZE)の運転中に、収量を生じる重陽子ビームのエネルギーを4.65 keV未満と制約した。FuZEはそれ以降、ますます高い投入電力で運転され、その結果、プラズマ電流の増加とより大きな核融合中性子収量が得られた。これらの領域における中性子エネルギー等方性の詳細な実験研究は、ビーム標的核融合からの可能性のある寄与に対して、より厳しい制限を適用する。−25 kVの充電電圧で運転されたFuZE装置は、平均プラズマ電流370 kAと、1回の放電あたり 中性子のD–D核融合中性子収量をもたらした。これらの運転条件下での中性子エネルギー等方性の測定は、重陽子ビームのエネルギーが keV未満であることを示している。検出器応答の特性評価により、中性子エネルギー分布のフィットにおける自由パラメータの数が減少し、フォワードフィット法への信頼性が向上した。ガンマ線バックグラウンドが測定され、これらの寄与が等方性結果に及ぼす影響が研究された。さらに、等方性の時間依存測定が初めて達成され、後期における可能性のある重陽子ビームエネルギーの増加を示している。これは、主放射イベントの終わりにおけるm = 0不安定性の可能性のある成長を示唆するが、中性子生成の大部分が熱核起源と一致する等方性を示すことを確認する。