First experimental investigations of foil aluminium liner implosions with a high aspect ratio of ∼ 103 at an 8 MA pulsed-power facility in China, motivated by possible application for magneto-inertial fusion, will be reported. Key diagnostics including UV cameras, micro-magnetic probes and x-ray pinhole imaging systems were fielded. Quasi-monochromatic UV images and optical streak data showed localized plasma formation at breakdown positions, suggesting that vacuum gaps in contact play a crucial role in long-time and non-uniform initiation. In liner ablation, quasi-periodic striation patterns were directly observed in UV self-emission images and were found to be azimuthally correlated with Rayleigh–Taylor instabilities. An m ≠ 0 azimuthal helical mode was obtained for the unmagnetized liner, which could be attributed to the large surface roughness that may act as an inherently and randomly seeded instability. Precursor plasma formation was confirmed by the observed x-ray emission on-axis at −70 ns by the end-on x-ray framing camera. Further quantitative current measurements taken by micro magnetic probes suggested that the current division due to precursor plasma was approximately 20% of the load current at −66 ns. Side-on imaging diagnostics indicated an evident liner implosion, however with a relatively low convergence ratio of ∼ 3.2 at stagnation. For the observed emission rings with much faster velocity in end-on x-ray images, possible mechanisms were discussed.
中国の8 MAパルスパワー施設における、アスペクト比が約10³のフォイルアルミニウムライナー implosion の最初の実験的調査について報告する。これは、磁気慣性核融合への応用の可能性に動機づけられたものである。UVカメラ、マイクロ磁気プローブ、X線ピンホールイメージングシステムを含む主要な診断装置が設置された。準単色UV画像と光学ストリークデータは、ブレークダウン位置での局所的なプラズマ形成を示し、接触部における真空ギャップが長時間かつ不均一な開始において重要な役割を果たすことを示唆している。ライナーアブレーションにおいて、準周期的なストリーションパターンがUV自己発光画像で直接観察され、これらがレイリー・テイラー不安定性と方位角的に相関していることが判明した。非磁化ライナーに対してm ≠ 0の方位角ヘリカルモードが得られ、これは大きな表面粗さに起因する可能性があり、それがランダムにシードされた不安定性として作用し得る。前駆体プラズマの形成は、エンドオンX線フレーミングカメラにより−70 nsでの軸上X線放射の観察によって確認された。さらに、マイクロ磁気プローブによる定量的な電流測定により、前駆体プラズマによる電流分流が−66 nsで負荷電流の約20%であることが示唆された。サイドオンイメージング診断により、明らかなライナー implosion が示されたが、スタグネーション時の収束比は約3.2と比較的低かった。エンドオンX線画像で観察された、より高速な速度を持つ放射リングについて、可能なメカニズムが議論された。