The wire-array z-pinch has in a very short time achieved remarkable performance as a powerful (>200 TW), pulsed soft x-ray source of high efficiency (∼15%) and of great relevance to inertial confinement fusion. The underlying physics involves the transformation of wire cores to a plasma corona, the occurrence of uncorrelated axial instabilities, inward flowing low magnetic Reynolds number jets, sometimes an accumulated stable and dynamically confined precursor column, an almost constant velocity implosion when gaps occur in the wire cores and finally at stagnation a fast-rising soft x-ray pulse of typically 5 ns FWHM. Nested arrays improve the performance and can operate in several modes. Three hohlraum designs have been tested; one of these, the dynamic hohlraum, has achieved a radiation temperature of ∼230 eV and has compressed a capsule from 2 to ∼0.8 mm diameter with a neutron yield of > 1010 thermal DD neutrons. Lower mass stainless steel wire arrays are used for Kα radiation sources. Generally implosions lead to more energy radiated than the implosive kinetic energy, and this is hypothesized as being due to ion viscous heating, as fast-growing short wavelength nonlinear MHD instabilities are dissipated; record ion temperatures of 200–300 keV are predicted and have been measured for the stainless steel array on Z at Sandia.
ワイヤーアレイZピンチは、非常に短時間で高出力(>200 TW)のパルス軟X線源として、高効率(約15%)かつ慣性核融合に極めて関連性の高い顕著な性能を達成した。その基礎となる物理には、ワイヤーコアからプラズマコロナへの変換、軸方向に無相関な不安定性の発生、低磁気レイノルズ数ジェットの内向き流れ、時として蓄積される安定かつ動的に閉じ込められた前駆体柱、ワイヤーコアにギャップが生じた際のほぼ一定速度の爆縮、そして最終的なスタグネーション時における典型的に5 nsの半値全幅を持つ急速立ち上がりの軟X線パルスが含まれる。ネステッドアレイは性能を向上させ、複数のモードで動作可能である。3種類のホーラム設計が試験され、そのうちの1つであるダイナミックホーラムは、約230 eVの放射温度を達成し、カプセルを直径約2 mmから約0.8 mmまで圧縮し、>10¹⁰個の熱核DD中性子収量を得た。より低質量のステンレス鋼ワイヤーアレイはKα線源として使用される。一般に、爆縮は爆縮運動エネルギーよりも多くのエネルギーを放射し、これは高速成長する短波長MHD不安定性が散逸する際のイオン粘性加熱によるものと仮説が立てられている。サンディア国立研究所のZ装置におけるステンレス鋼アレイでは、記録的なイオン温度200~300 keVが予測され、実際に測定されている。