A sequence of magnetized target fusion devices built by General Fusion has compressed magnetically confined deuterium plasmas inside imploding aluminum liners. Here we describe the best-performing compression experiment, PCS-16, which was the fifth of the most recent experiments that compressed a spherical tokamak plasma configuration. In PCS-16, the plasma remained axisymmetric with to a high radial compression factor () with significant poloidal flux conservation (77% up to 1.7, and up to ) and a total compression time of 167 . Magnetic energy of the plasma increased from 0.96 kJ poloidal and 17 kJ toroidal to a peak of 1.14 kJ poloidal and 29.9 kJ toroidal during the compression, while the thermal energy was in the range of 350 ± 25 J. Plasma equilibrium was a low-β state with and . Ingress of impurities from the lithium-coated aluminum wall was not the dominant effect. Neutron yield from D-D fusion increased significantly during compression. Thermodynamics during the early phase of compression () were consistent with increasing Ohmic heating of the electrons due to a geometric increase in the current density at near-constant resistivity, and with increasing ion cooling that approximately matched ion compression heating power. Ion cooling by electrons was significant because the electrons were much cooler than the ions (). Magnetohydrodynamic simulations were used to model the emergence of instabilities that increase electron thermal transport in the final phase of compression. Conditions for ideal stability were actively maintained during compression through a current ramp applied to the central shaft and, after this current ramp reached its peak two-thirds of the way through compression, we measured a transition in plasma behavior across multiple diagnostics.
General Fusion 社によって建設された一連の磁化標的核融合装置は、内破するアルミニウムライナー内部で磁気的に閉じ込められた重水素プラズマを圧縮してきた。本稿では、最高性能の圧縮実験である PCS-16 について述べる。これは、球形トカマクプラズマ配位を圧縮した最新の実験群の5番目の実験であった。PCS-16 では、プラズマは軸対称のままであり、 から高い半径方向圧縮比 () まで、有意なポロイダル磁束保存 (77% まで 1.7, および まで ) を伴い、総圧縮時間は 167 であった。圧縮中、プラズマの磁気エネルギーはポロイダル 0.96 kJ およびトロイダル 17 kJ から、ピークでポロイダル 1.14 kJ およびトロイダル 29.9 kJ まで増加し、熱エネルギーは 350 ± 25 J の範囲にあった。プラズマ平衡は低β状態であり、 かつ であった。リチウム被覆アルミニウム壁からの不純物の侵入は支配的な効果ではなかった。D-D 核融合による中性子収量は圧縮中に有意に増加した。圧縮初期相 () の熱力学は、ほぼ一定の抵抗率での電流密度の幾何学的増加による電子のオーミック加熱の増大、およびイオン圧縮加熱電力にほぼ一致するイオン冷却の増大と整合的であった。電子はイオンよりもはるかに低温であったため ()、電子によるイオン冷却は有意であった。圧縮最終相における電子熱輸送を増大させる不安定性の出現をモデル化するために、電磁流体力学シミュレーションを用いた。中心シャフトに印加された電流ランプを通じて圧縮中に理想安定性の条件が積極的に維持され、この電流ランプが圧縮の3分の2の時点でピークに達した後、複数の診断にわたってプラズマ挙動の遷移が測定された。