The acceleration of hydrogen ions up to 35 MeV is observed in the z-pinch experiments on the GIT-12 generator at a 3 MA current and 0.6 MV driving voltage. High ion energies are obtained with a novel configuration of a deuterium gas-puff z-pinch. In this configuration, a hollow cylindrical plasma shell is injected around an inner deuterium gas puff to form a homogeneous, uniformly conducting layer between electrodes at the initial phase of z-pinch implosion. The stable implosion at the velocity up to 650 km s−1 is important to deliver more current onto the z-pinch axis. Magnetohydrodynamic instabilities become apparent first at stagnation. After the disruptive development of m = 0 instabilities, ∼20 ns pulses of high-energy photons, neutrons, electrons, and ions are observed. The average neutron yield is 2 × 1012. The ion emission is characterized by various diagnostic techniques including those based on the usage of neutron-producing samples. When a large neutron-producing sample is placed onto the axis below a cathode mesh, the neutron yield is increased up to (1.1 ± 0.3) × 1013. Considering a ∼130 kJ energy input into z-pinch plasmas and magnetic field, this implies the neutron production efficiency of ∼108 neutrons per one Joule of the z-pinch energy.
水素イオンの最大35 MeVまでの加速が、3 MAの電流と0.6 MVの駆動電圧を有するGIT-12発生装置におけるzピンチ実験で観測された。高エネルギーイオンは、重水素ガスパフzピンチの新規な構成によって得られる。この構成では、中空のプラズマシェルが内部の重水素ガスパフの周囲に注入され、zピンチ収束の初期段階において電極間に均質で一様に導電性のある層を形成する。最大650 km s⁻¹の速度での安定した収束は、より多くの電流をzピンチ軸上に供給するために重要である。磁気流体力学的不安定性は、まず停滞段階で顕在化する。m = 0不安定性の破壊的発展の後、約20 nsのパルスを持つ高エネルギー光子、中性子、電子、イオンが観測される。平均中性子収量は2 × 10¹²である。イオン放出は、中性子生成試料を用いたものも含む様々な診断手法によって特徴づけられる。大きな中性子生成試料が陰極メッシュの下方の軸上に配置されると、中性子収量は最大(1.1 ± 0.3) × 10¹³まで増加する。zピンチプラズマおよび磁場への約130 kJのエネルギー入力を考慮すると、これはzピンチエネルギーの1ジュールあたり約10⁸個の中性子という中性子生成効率を示唆する。