This study presents a proof of the concept of a deuterium hybrid X-pinch configuration, driven by a 3 kJ dense plasma focus (PFZ-200) at the Czech Technical University in Prague. The system consists of two opposing conical electrodes filled with deuterium gas, forming a point-like source of DD fusion protons via D(d,p)T reactions. Two axial anode–cathode gaps of 3 and 5 mm were investigated. Key diagnostics included CR-39-based proton imaging, pinhole camera, and energy spectrometry. The smaller A–K gap (3 mm) produced a compact, nearly circular proton source with a diameter of 1.2 mm and yields on the order of 107 protons/shot. Based on the spectral measurements, the maximum proton energy reached 3.6 MeV, corresponding to deuteron energies approximately up to 1.3 MeV. Compared to standard plasma focus operation, the hybrid X-pinch configuration provided improved proton source localization suitable for advanced plasma diagnostics such as proton imaging and deflectometry.
本研究は、プラハのチェコ工科大学にある3 kJ高密度プラズマフォーカス（PFZ-200）によって駆動される重水素ハイブリッドXピンチ構成の概念実証を提示する。本システムは、重水素ガスを満たした対向する2つの円錐電極から構成され、D(d,p)T反応を介してDD核融合陽子の点状源を形成する。3 mmおよび5 mmの2つの軸方向陽極–陰極間ギャップを調査した。主要な診断には、CR-39ベースの陽子イメージング、ピンホールカメラ、およびエネルギー分光法が含まれた。より小さいA–Kギャップ（3 mm）は、直径1.2 mmのコンパクトでほぼ円形の陽子源を生成し、収量は1ショットあたり10^7個の陽子のオーダーであった。スペクトル測定に基づき、最大陽子エネルギーは3.6 MeVに達し、これは重陽子エネルギーがおよそ最大1.3 MeVに相当する。標準的なプラズマフォーカス動作と比較して、ハイブリッドXピンチ構成は、陽子イメージングや偏向測定などの高度なプラズマ診断に適した陽子源の局在性の向上を提供した。