Propagation of intense ion beams in preformed z-pinch plasma channels, a scenario of interest for inertial confinement fusion devices, has been studied with a 2½-dimensional (r, z, vr, vθ , vz; ∂/∂θ = 0) hybrid simulation model. In the code, ions are represented by particles and electrons by an inertialess thermal fluid which obeys a generalized Ohm's law. Fields are solved in the quasi-neutral Darwin approximation. Several collisional and atomic processes are included. The simulations of this paper are performed with collisional effects scaled down by a factor of ten. The results are then extrapolated to estimate that propagation efficiencies in the 70% range are possible using 5–7 MeV, 1–2 MA proton beams with initial divergences in the range of 1.5° to 7° in a 4-m hydrogen channel. Current neutralization in excess of 99% is found, and no gross axisymmetric instabilities are observed.
慣性核融合装置にとって興味深いシナリオである、予備形成されたゼータピンチプラズマチャネル中での強力イオンビームの伝搬を、2½次元(r, z, vr, vθ, vz; ∂/∂θ = 0)ハイブリッドシミュレーションモデルを用いて研究した。このコードでは、イオンは粒子で表され、電子は一般化されたオームの法則に従う慣性のない熱流体で表される。場は準中性ダーウィン近似で解かれる。いくつかの衝突過程および原子過程が含まれる。本論文のシミュレーションは、衝突効果を10分の1に縮小して実行される。その結果を外挿して、初期発散角が1.5°から7°の範囲にある5〜7 MeV、1〜2 MAの陽子ビームを4メートルの水素チャネル中で用いることにより、70%台の伝搬効率が可能であると推定される。99%を超える電流中和が見られ、大きな軸対称不安定性は観測されない。