Anomalous thermal (AT) instabilities occurring in micropinches are analyzed based on the theory of small perturbations. Instabilities of this type develop in a high-temperature plasma under turbulent heating conditions in the presence of an anomalous resistance resulting from the scattering of electrons by lower hybrid drift oscillations. When turbulent heating occurs in the plasma of a micropinch, its resistivity increases with decreasing density; this may lead to the formation of plasma layers normal to the current flow (stratification). For the AT instability, a dispersion relation taking into account the effect of the plasma self-radiation has been derived, and the characteristic instability growth rates and wavelengths have been determined. A comparison of the development pattern has been performed between AT and sausage-type magnetohydrodynamic instabilities. It has been shown that for any pinch material, there is a threshold current below which AT instabilities prevail over magnetohydrodynamic instabilities. For the metals considered (aluminum, titanium, copper, molybdenum, and tungsten), the threshold currents are hundreds of kiloamperes. The threshold current increases with atomic number: for tungsten, it is approximately 3.5 times higher than for aluminum. The conclusions drawn from the analysis based on the linear small perturbation theory are compared with the results of experiments in which the parameters of 'hot spots' formed in X pinches were determined.
マイクロピンチにおいて発生する異常熱的(AT)不安定性を、小擾乱理論に基づいて解析する。この種の不安定性は、低混成ドリフト振動による電子の散乱に起因する異常抵抗の存在下で、乱流加熱条件下の高温プラズマにおいて発達する。マイクロピンチのプラズマにおいて乱流加熱が生じると、その抵抗率は密度の減少とともに増加し、これにより電流の流れに垂直なプラズマ層の形成(成層化)が引き起こされる可能性がある。AT不安定性について、プラズマ自己放射の効果を考慮した分散関係が導出され、特徴的な不安定性の成長率と波長が決定された。AT不安定性とソーセージ型電磁流体力学的不安定性との間で、発達パターンの比較が行われた。任意のピンチ材料について、AT不安定性が電磁流体力学的不安定性よりも優勢となる閾値電流が存在することが示された。考慮された金属(アルミニウム、チタン、銅、モリブデン、タングステン)について、閾値電流は数百キロアンペアである。閾値電流は原子番号とともに増加し、タングステンではアルミニウムよりも約3.5倍高い。線形小擾乱理論に基づく解析から得られた結論は、Xピンチ内に形成される「ホットスポット」のパラメータが決定された実験結果と比較される。