In order to gain insight into the possible neutron production mechanism in sub-kilojoule miniature plasma foci, the anisotropy in neutron and hard x-ray emissions from a newly developed fast miniature plasma focus device (2.4 µF, 27 nH, T/4 ∼ 400 ns, 12–15 kV, 170–270 J, total mass ∼25 kg) is investigated. The system produces an average neutron yield of (1.2±0.2) × 106 neutrons/shot into 4π sr at ∼80 kA peak discharge current and 5.5 mbar deuterium operation, as measured by a 3He proportional counter. Relative measurements of radiation yields, to gauge the emission anisotropy, have been performed using a pair of fast scintillator–photomultiplier detectors placed along the axial (0°) and radial (90°) directions. The average forward to radial neutron yield anisotropy is found to be 1.3±0.2. The average peak neutron energy for the axial and radial directions is estimated to be (2.9±0.3) MeV and (2.6±0.1) MeV, respectively. The observed higher fluence along the anode axis and the coincidence between occurrence of maximum neutron yield and anisotropy at 5.5 mbar deuterium filling gas pressure, suggest that the neutron production mechanism in the sub-kilojoule range miniature plasma focus device FMPF-1 may be predominantly beam–target in nature.
サブキロジュール級の小型プラズマフォーカス装置における可能な中性子生成機構についての知見を得るため、新たに開発された高速小型プラズマフォーカス装置（2.4 µF、27 nH、T/4 ∼ 400 ns、12–15 kV、170–270 J、総質量 ∼25 kg）からの、中性子および硬X線放出の異方性を調査した。本装置は、約80 kAのピーク放電電流および5.5 mbarの重水素動作圧力において、3He比例計数管による測定で、4π srあたり平均（1.2±0.2）× 10⁶個/放電の中性子収量を生成する。放出異方性を評価するための放射線収量の相対測定は、軸方向（0°）および半径方向（90°）に配置された一対の高速シンチレータ–光電子増倍管検出器を用いて実施された。平均の前方対半径方向中性子収量異方性は1.3±0.2と求められた。軸方向および半径方向の平均ピーク中性子エネルギーは、それぞれ（2.9±0.3）MeVおよび（2.6±0.1）MeVと推定された。陽極軸に沿ったより高いフルエンスと、5.5 mbarの重水素充填圧力における最大中性子収量と異方性の一致は、サブキロジュール範囲の小型プラズマフォーカス装置FMPF-1における中性子生成機構が、主としてビーム–ターゲット的性質を持つ可能性を示唆している。