The principle of achieving thermonuclear temperatures by compression of a z-pinch plasma with a solid liner is demonstrated by one- and two-dimensional numerical calculations of the behaviour of the plasma under liner implosion conditions. The magnetohydrodynamic plasma model used includes radiation, thermal conduction, and resistive diffusion. The magnetohydrodynamic partial differential equations are solved by a computer code employing implicit finite-difference methods. The liner is represented by a moving, rigid wall, and the entire Eulerian finite-difference mesh linearly contracts as the liner moves inward. The effects of end losses and unstable boundary layer formation are demonstrated. The plasma is shown to behave significantly non-adiabatically, although some plasma is nearly adiabatically compressed. For an assumed initial plasma/magnetic-field configuration and an assumed liner velocity of 1 cm · μs−1, plasma of 1018 cm−3 and 600 eV is heated to peak temperatures of nearly 20 keV when the plasma volume is reduced by a factor of 900.
固体ライナーによるzピンチプラズマの圧縮によって熱核温度を達成する原理は、ライナー爆縮条件下でのプラズマの挙動に関する一次元および二次元数値計算によって実証される。使用される磁気流体力学プラズマモデルには、放射、熱伝導、および抵抗性拡散が含まれる。磁気流体力学の偏微分方程式は、陰的有限差分法を採用したコンピュータコードによって解かれる。ライナーは移動する剛体壁として表現され、オイラー型有限差分メッシュ全体は、ライナーが内側に移動するにつれて線形的に収縮する。端部損失および不安定境界層の形成の影響が実証される。プラズマは、一部のプラズマがほぼ断熱的に圧縮されるものの、有意に非断熱的に挙動することが示される。仮定された初期プラズマ/磁場配位および仮定されたライナー速度1 cm·μs⁻¹に対して、密度10¹⁸ cm⁻³、温度600 eVのプラズマは、体積が900分の1に減少すると、ピーク温度約20 keVまで加熱される。