Filamentation is a type of magnetohydrodynamic instability that may develop in a current-carrying plasma. It is supposed that filaments, individual current channels, are formed due to thermal instabilities. The growth of these instabilities is determined by the behavior of the electrical conductivity of the material depending on its thermodynamic parameters. If the conductivity increases with temperature, as is the case in a plasma, thermal instabilities should give rise to the formation of separate current channels. This paper presents an analysis of the development of thermal instabilities in imploding plasma liners performed in terms of small perturbation theory. The theoretical predictions are compared with the results of experiments conducted on the IMRI-5 facility at a current of amplitude up to 450 kA and rise time about 500 ns.
フィラメント化は、電流を流すプラズマ中で発生し得る電磁流体力学的不安定性の一種である。フィラメント、すなわち個々の電流チャネルは、熱的不安定性によって形成されると考えられている。これらの不安定性の成長は、熱力学的パラメータに依存する材料の電気伝導率の挙動によって決定される。プラズマの場合のように、伝導率が温度とともに増加するならば、熱的不安定性は個別の電流チャネルの形成を引き起こすはずである。本論文では、微小摂動理論を用いて、収縮するプラズマライナーにおける熱的不安定性の発達の解析を行う。理論的予測は、IMRI-5施設において、振幅が最大450 kA、立ち上がり時間が約500 nsの電流を用いて実施された実験の結果と比較される。