WO2006131975A1

WO2006131975A1 - ベースボールｚピンチによる高温高密度プラズマ柱、その生成方法及び生成装置

Info

Publication number: WO2006131975A1
Application number: PCT/JP2005/010595
Authority: WO
Inventors: Tetsu Miyamoto
Original assignee: Tetsu Miyamoto
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-14

Abstract

　従来の高密度Zピンチプラズマ柱は、不安定性あるいは超高密度が発生する場所が不規則且つ極めて短時間に発生し崩壊する。これに対し本発明は、ピンチプラズマ柱を非回転対称とし、プラズマ柱の中央で軸に垂直な面に関しても非対称とすることにより、超高密度となる領域がプラズマ柱中央部のみに発生するよう制御し、ピンチプラズマ柱の他の領域における不安定の発生を遅らせ、放電エネルギーを空間的に集中する課題を解決すると共に、生成した高温高密度プラズマをより持続的に生成することができる。　本発明は、中空状の導体を、ベースボールの縫い目状曲線に沿うように２つに分割、絶縁して電極対を形成し、その間のＺピンチ放電により放電容器中心近傍に高温高密度プラズマを生成する。本発明は高温高密度プラズマ源、高温プラズマ炉、紫外からＸ線にわたる波長領域の各種高輝度光源、あるいは強力中性子源など核融合反応プラズマとして利用できる。

Description

明細書

ベースボール Zピンチによる高温高密度プラズマ柱、その生成方法及び生成装置

技術分野

[0001] 本発明は、 Zピンチにより生成された高温高密度プラズマ柱、その生成法方及び生成装置に係り、特に野球ボールの縫い目曲線状磁力線を持つ磁場により圧縮された

Zピンチプラズマ柱、その生成方法及び生成装置に係わり、野球ボールの縫い目曲線状磁力線を持つ磁場により圧縮された zピンチプラズマ柱を発生させ、高温高密度プラズマ源、紫外から X線領域の波長の高輝度光源、強力中性子源、核融合装置等に利用することのできる高温高密度プラズマ柱、その生成方法及び生成装置に関する。

背景技術

[0002] 大電流放電により高温高密度プラズマを生成する方法として知られて!/、るピンチ現象には、外部磁場ピンチであるため生成プラズマ密度の上限が 10¹⁷cm_³程度であるテーターピンチ (あるいは無電極ピンチ放電）と自己磁場ピンチであるため超高密度プラズマの生成が可能な Zピンチ (あるいは電極間ピンチ放電）がある。本発明は後者の Zピンチの一種に属するものである。

[0003] Zピンチ放電では、高温高密度プラズマを生成することは可能である力生成ブラズマは極めて不安定である。有限ラーマ一半径効果、密度分布効果等の安定化効果は存在するが、これらプラズマに内在する安定ィヒ効果は弱ぐ高密度 Zピンチブラズマ柱を十分安定ィ匕することは出来ない。そのため、 Zピンチの応用は持続時間が短くても可能な場合に限られ、核融合炉心プラズマの生成等長時間の保持を必要とする課題への応用は困難と考えられてきた。

[0004] 各種 Zピンチを用いたこれ迄の応用としては、高温高密度プラズマ源、強力な紫外光、 X線などの各種高輝度光源、短波長レーザーの放電励起、中性子その他荷電粒子源等がある。

高輝度 X線源のためには、これまでガスパフ Zピンチ（F. J. Wessel他， Appl. Phys. Lett., Vol. 48, p.1119 (1986) )、プラズマフォーカス（N. V. Filippov, et. al" Nucl. Fu sion. Suppl. 2, p.571 (1962); J. W. Mather, Phys. Fluids, Vol. 8, p.366 (1965) )、多重細線（Wire-array) Zピンチ（T. W. I. Stanford, et. al" AIP Conf. Proc. 409, 561 (1 997) )等が用いられてきた。

一様な高温プラズマの生成が必要な X線レーザーの放電励起には、毛細管 Zピンチ（J. J. Rocca, et. al., Phys. Rev. Lett., Vol.73, 2192 (1994) )が用いられている。

Zピンチを用いては、数 keVの核反応プラズマも生成されており、プラズマフォー力ス装置による強力中性子源の研究も行われてきた。

また 2組の同軸ガンあるいはプラズマフォーカス装置を向かい合わせに配置し、 2組の装置の中間にスピンドルカスプ状のプラズマを生成している（JA, H. Lee, et. al., PI asma Phys., Vol.20, 1025—1038(1978))。

一方核融合プラズマ生成を目的として、レーザー起動ガス中 Zピンチ (J. E. Hamme 1, et. al., Nucl. Instrum. & Meth., Vol.207, p.161)、細線 Zピンチ（F. D. Sethian, et. al., Phys. Rev. Lett., Vol. 59, 892 (1987) )その他種々の方式も研究されてきた。上記通常の Zピンチ放電は、プラズマ発生方法に違!、があっても、プラズマ柱の軸に関して回転対称な円柱プラズマの生成を目標としている。それらに対して、非回転対称的な Zピンチとしては、電極間を X状に接続した金属細線に沿って放電する Xピンチ（A. I. Magunov, et. al., Sov. Phys. JETP Vol.81, P. 891 (1995) )が、 X線発生を目的として研究されている。また幾何学的形状による安定ィ匕を目的とし、プラズマ断面を楕円あるいはシート状にした Zピンチが提案されている（T. Miyamoto, J. Phys. S oc. Japan, Vol. 68, 1238 - 1258 (1999))。これら非回転対称 Zピンチも、プラズマ柱の中央で軸に垂直な面に関しては対称である。

また Zピンチ放電に関係ないが、プラズマ閉じ込め用磁場配位として、極小磁場配位 (min— B磁場）が知られている。極小磁場配位はミラー磁場の一種で、単純なミラ一磁場中に閉じ込められたプラズマに発生する磁気流体不安定を安定化することができる。具体的な方法には、ヨッフェ磁場（ M. S. Joffe et. al., Nuclear Fusion Supple ment, Part. 3, 1045 (1962) )、ベースボール磁場（ F. M. Larkin, Culham Report CL M-R37 (1964) )がある。ヨッフェ磁場は単純なミラー磁場に多重極磁場 (通常は 6重極程度が用いられている）を重畳する方法である。ベースボール磁場は、野球ボールの縫い目に沿って電流を流したときにボール中心部に生成される磁場である。共にミラー磁場中に磁場が極小となる点を作ることが可能で、その周囲の磁場はほぼ相似であることから、極小磁場配位と総称されて、る。

非特許文献 1 : F. J. Wessel他， Appl. Phys. Lett., Vol. 48, p.1119 (1986) 非特許文献 2 : N. V. Filippov, et. al., Nucl. Fusion. Suppl. 2, p.571 (1962) 非特許文献 3 : J. W. Mather, Phys. Fluids, Vol. 8, p.366 (1965)

非特許文献 4 : T. W. I. Stanford, et. al., AIP Conf. Proc. 409, 561 (1997) 非特許文献 5 : J. J. Rocca, et. al., Phys. Rev. Lett., Vol.73, 2192 (1994)

非特許文献 6 : JA, H. Lee, et. al., Plasma Phys., Vol.20, 1025-1038(1978) 非特許文献 7 :J. E. Hammel, et. al" Nucl. Instrum. & Meth., Vol.207, ρ.161 [1983] 非特許文献 8 : F. D. Sethian, et. al., Phys. Rev. Lett., Vol. 59, 892 (1987) 非特許文献 9 :A. I. Magunov, et. al., Sov. Phys. JETP Vol.81, P. 891 (1995) 非特許文献 10 : T. Miyamoto, J. Phys. Soc. Japan, Vol. 68, 1238 - 1258 (1999) 非特許文献 11 : M. S. Joffe et. al., Nuclear Fusion Supplment, Part.3, 1045(1962) 非特許文献 12 : F. M. Larkin, Culham Report CLM-R37(1964)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 従来の高密度 Zピンチプラズマ柱において発生する超高密度領域は、不安定性の発生に伴うものであるため場所が不規則で一定せず、またきわめて短時間に発生し崩壊する力本発明ではピンチプラズマ柱における破壊的な不安定の発生を遅らせると共に、超高密度領域の発生場所を制御することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

[0007] 第 1の発明の要旨は、中間部において捩れて細くくびれたくびれ部を有する Zピンチプラズマ柱で、前記 Zピンチプラズマ柱は前記くびれ部で頂点が対向する 2つの非円錐状の錐体状部分力なり、前記 Zピンチプラズマ柱の軸に関し非回転対称であるだけでなぐ前記中間部で軸に垂直な面に関しても非対称で、前記 Zピンチプラズマ柱の周囲に野球ボールの縫ヽ目状磁力線を持つ磁場で圧縮されて!ヽることを特徴とするベースボール zピンチプラズマ柱にある。

本願発明で用いるベースボール zピンチは、上記形状、電流、磁場配位を持つブラズマ柱を発生させる現象を指し、生成されたプラズマ柱をベースボール Zピンチブラズマ柱と呼ぶことにする。なお、ベースボール Zピンチプラズマ柱は平衡状態として存在するものではなぐある程度の間続く過渡状態としてのみ存在するものである。第 2の発明の要旨は、請求項 1のベースボール Zピンチプラズマ柱において、前記 Z ピンチプラズマ柱の前記くびれ部両側の軸に垂直な断面力楕円、楕円の短径部にくぼみがあるひようたん形の形状、短径部にふくらみがある形状、又は突起部をもつ円形に近、形状を持ち、前記 Zピンチプラズマ柱の軸に垂直な断面を軸に沿って移動させたとき、該断面が上記形状の混在している形状で、周囲に前記野球ボールの縫ヽ目状磁力線を持つ磁場で圧縮されてヽることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱にある。

第 3の発明の要旨は、中空状の導体を野球ボール表面の縫い目と類似した曲線に沿って分割した 2個の電極、又は該電極と形状が同等な 2個の電極を、希薄ガスが充填された真空放電容器内部に分割部を所定の間隔で対向するよう配置し、電極間の高速大電流放電により生成した Zピンチプラズマ柱であって、前記 Zピンチプラズマ柱の中間部において捩れて細くくびれたくびれ部を有し、前記中間部の前記 Zピンチプラズマ柱は前記くびれ部で頂点が対向する 2つの錐体状部分力なり、前記 Zピンチプラズマ柱の軸に関し非回転対称であるだけでなぐ前記中間部で軸に垂直な面に関しても非対称で、前記 Zピンチプラズマ柱の周囲に野球ボールの縫い目状磁力線を持つ磁場で圧縮されたプラズマ柱を生成させることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成方法にある。

第 4の発明の要旨は、請求項 3のベースボール Zピンチプラズマ柱生成方法において、前記分割部を、絶縁物を介して電気的に絶縁し、所定の間隔で対向するよう配置して、電極、絶縁物をもって希薄ガスを充填した気密放電容器を構成することを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成方法にある。

第 5の発明の要旨は、ベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、 2つの電極の分離部が、野球ボールの縫い目状の三次元曲線ではなぐ平面状となっている場合に係わり、少なくとも一面が円形平面、又は平面に垂直な軸の周りに所定の角度回転させたときほぼ合同となる形状の平面である導体の平面に、前記軸の周りに非回転対称な形状のくぼみをつけた電極を 2つ、互いのくぼみが向き合うように一方の電極を反転し、また互いのくぼみの長手方向が交差するよう一方の電極を、前記所定の角度だけ前記軸の周りに回転させて、希薄ガスが充填された真空放電容器内部において該平面を所定の間隔で対抗させるよう配置し、両電極間の高速大電流放電により生成した Zピンチプラズマ柱であって、前記 Zピンチプラズマ柱の中間部にお、てねじれて細くくびれたくびれ部を有し、前記 Zピンチプラズマ柱が前記くびれ部で頂点が対向する 2つの錐体状部分力なり、前記 Zピンチプラズマ柱の軸に関し非回転対称であるだけでなぐ前記中間部で軸に垂直な面に関しても非対称で、前記 Zピンチプラズマ柱の周囲に野球ボールの縫い目状磁力線を持つ磁場で圧縮されたプラズマ柱を生成させることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成方法にある。

第 6の発明の要旨は、請求項 5のベースボール Zピンチプラズマ柱生成方法において、前記 2つの電極の前記くぼみの開口部を合わせた形状にほぼ一致する孔を持つ平板状絶縁物を前記 2つの電極の間に挿入して、希薄ガスを充填した気密放電容器とすることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成方法にある。

第 7の発明の要旨は、希薄ガスが充填された放電容器中で、高速大電流を用いて Zピンチを発生させる高温高密度プラズマ柱生成装置において、前記放電容器が、中空状の導体を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿って分割した 2 個の電極、又は該電極と形状が同等な 2個の電極を、絶縁物を介し結合した構造の気密な放電容器であることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置にある。

第 8の発明の要旨は、請求項 7のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、前記放電容器内壁が、中空の球形である導体を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿って分割した 2個の電極、又は該電極と形状が同等な 2個の電極を、絶縁物を介して結合した構造の気密な球形放電容器であることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置にある。第 9の発明の要旨は、請求項 7のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、前記放電容器内壁が、中空楕円体、中空直方体、円筒状、又は前記野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線を球形の場合より容器中心に接近させることができる内壁構造を持つ導体容器を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿って分割した 2個の電極、又は該電極と形状が同等な 2個の電極を、絶縁物を介して結合した構造の気密な放電容器であることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置にある。

第 10の発明の要旨は、請求項 7乃至 9のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、前記放電容器の電極部に真空排気孔、ガス導入孔、高速大電流を供給する電源との接続部、高速大電流放電に先立つ予備加熱のための電源との接続部あるいは予備加熱エネルギーの導入孔、観測あるいはプラズマカゝら放出される各種放射若しくは粒子を取り出す孔、又は冷却装置の少なくとも 1つを備えてヽることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置にある。

第 11の発明の要旨は、 Zピンチ放電によるプラズマ柱生成装置において、真空容器内部に設置した一対の放電電極が、中空状の導体を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿って分割した 2個の電極、又は該電極と形状が同等な 2個の電極であって、該分割部が所定の間隔で対向するように配置したものであることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置にある。

第 12の発明の要旨は、請求項 11のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、前記一対の放電電極内壁が、中空の球形である導体を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿って 2つに分割したもの、又はこれと形状が同等なもので、該分割部が所定の間隔で対向するように配置したものであることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置にある。

第 13の発明の要旨は、請求項 11のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、前記一対の放電電極内壁が、中空楕円体、中空直方体、円筒状、又は前記野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線を球形の場合より容器中心に接近させることができる内壁構造を持つ導体を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿って 2つに分割したもの、又はこれと形状が同等なもので、該分割部が所定の間隔で対向するように配置したものであることを特徴とするベースボール zピンチプラズマ柱生成装置にある。

第 14の発明の要旨は、請求項 11乃至請求項 13のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、真空容器に真空排気孔、ガス導入孔、高速大電流を電極に供給するための導入部、高速大電流放電に先立つ予備加熱のためのエネルギーを電極あるいは電極内に供給するための導入部、観測あるいはプラズマ力も放出される各種放射又は粒子を取り出す配管の導入孔、又は電極の冷却装置導入孔の少なくとも 1つを備えていると共に、電極に高速大電流を供給する電源の接続部、高速大電流放電に先立つ予備加熱のための電源の接続部あるいは予備加熱エネルギー導入孔、観測あるいはプラズマカゝら放出される各種放射若しくは粒子を取り出す孔、又は冷却装置の少なくとも 1つを備えていることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置にある。

第 15の発明の要旨は、希薄ガスが充填された放電容器中で、高速大電流を用いて Zピンチを発生させる高温高密度プラズマ柱生成装置にぉ、て、円柱ある、は多角形断面の柱状導体の平面断面部に、円形ある!、は多角形断面柱の軸の周りに非回転対称な形状のくぼみを有する 2つの電極を備え、前記くぼみが互ヽに向き合!/ヽ、かつ前記くぼみの長手方向が互いに交差するように配置され、放電容器内部において前記平面が所定の間隔で対向して配置され、生成されるプラズマ柱の中間部にお、てねじれて細くくびれたくびれ部を有し、前記プラズマ柱が前記くびれ部で頂点が対向する 2つの錐体状部分力なり、前記プラズマ柱の軸に関し非回転対称であるだけでなぐ前記中間部で軸に垂直な面に関しても非対称で、前記プラズマ柱の周囲に野球ボールの縫い目状磁力線を持つ磁場で圧縮されたプラズマ柱を生成させることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置にある。

第 16の発明の要旨は、請求項 15のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、前記 2つの電極の前記くぼみの開口部を合わせた形状にほぼ一致する孔を持つ平板状絶縁物を前記 2つの電極の間に挿入し、希薄ガスを充填して気密放電容器とすることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置にある。

発明の効果 [0008] 本発明によれば、ベースボール Zピンチを生成することにより、従来の高密度 Zピンチプラズマ柱において不規則に発生し短時間にプラズマ柱を崩壊に導く不安定性に伴う超高密度領域が発生する場所を制御することができると共に、ピンチプラズマ柱の他の領域における不安定の発生を遅らせることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0009] <本発明で生成されるプラズマの概略説明 >

本発明は大電流 zピンチ放電において、断面が楕円、ひょうたん形、短径部にふくらみのある楕円、 4つの突起がある円形に近、星ぼう形 (ァステロイド形)など非円形で、双曲線状の曲線を稜線とし、くびれた部分 (くびれ部）の両側の断面 (楕円、ひようたん形等）の長径が互いにほぼ直交するようにねじれて、る形状のベースボール Z ピンチによるプラズマ柱を生成し、細くなつたくびれ部で過渡的に高温高密度プラズマ柱を発生させようとするものである。このプラズマ柱を別の形で表現すると、底面が楕円、ひょうたん形など非円形な 2つの錐体状プラズマの軸を一致させて、一方の錐体状プラズマの頂点を下向きにし、両者を頂点近傍で連結し、一方の錐体を他方の錐体に対しその軸を中心に 90度程度捩じって得られる、中央において細くくびれた形状の Zピンチプラズマ柱とも、える。

[0010] ベースボール Zピンチは、くびれ部の上下のプラズマ柱が 90度程度ずれた楕円、ひょうたん形あるいは短径部がふくらんで、る楕円形、 4つの突起がある円形に近ヽ星ぼう形 (ァステロイド形)など非円形断面を持つと共に、その周囲に野球ボールの縫い目曲線に類似した磁力線を持つ磁場が存在し、プラズマ柱がこの磁場により保持、圧縮されていることを特徴としている。以下においては説明を判り易くするため、不安定性によるプラズマの不規則な変形がなヽ理想化された場合にっヽて説明する。

[0011] くびれ部のプラズマ状態は、プラズマフォーカス放電におけるフォーカス部に似ている。しかし、プラズマフォーカス部は中心電極近傍に現れ、不安定性がない場合、フォーカス部両側のプラズマ断面は共に対称な円形である力ベースボール Zピンチにおいては、 2つの電極の中間に現れ、両側に非円形断面の錐体状プラズマが非対称な形で存在している点に相違がある。またプラズマフォーカスにおいては、フォーカス部のプラズマが半径方向に圧縮され、軸方向両側へ流失するのに対し、ベースボール Zピンチにおいては、適当な実験条件を選ぶことにより最大圧縮に先立ち軸方向からくびれ部にプラズマが流入する時期を作ることができる。

[0012] 安定性に関しては、ひょうたん形断面のプラズマの場合、ひょうたん中央の薄い部分では磁気流体的に安定である。一方長径方向の両端のふくれた部分は不安定である。楕円の場合も、長径方向の両端部においては、中央部 (短径部)より不安定である。電流が増加しているとき、ベースボール Zピンチによるプラズマ柱は全体として圧縮されるが、楕円あるいはひょうたん形断面の長径方向の収縮は遅ぐそのためくびれ部が強くピンチする以前にその両側でソーセイジ型の不安定性は発生せず、ベースボール Zピンチ配位の持続時間はのびると期待される。本願発明で用いるベースボール Zピンチは、上記形状、電流、磁場配位を持つプラズマ柱を発生させる現象を指し、生成されたプラズマ柱をベースボール Zピンチプラズマ柱と呼ぶことにする。なお、ベースボール Zピンチプラズマ柱は平衡状態として存在するものではなぐある程度の間続く過渡状態としてのみ存在するものである。

[0013] 図 1を参照して更に説明する。まず、本発明が係わるベースボール Zピンチプラズマ柱の主要部は、楕円錐、ひょうたん形等の断面を持つ錐体状プラズマ 2つを、一方を下向きにして頂点近傍で連結し、一方の錐体を他方の錐体に対し軸の周りに 90度程度捩じった双曲線状稜線を持つ柱状プラズマである。

[0014] 図 1はその一例として、 2つの楕円錐状プラズマを連結した形状のプラズマ柱を示している。図 1において X軸—y軸は楕円錐状プラズマ la底面の座標軸、 x'軸 (X軸に平行）—y'軸 (y軸に平行）は楕円錐状プラズマ lb底面の座標軸であり、 z軸は楕円錐状プラズマ la、 lbに共通の軸である（z軸の原点を X— y平面上とする）。このプラズマ柱は、一方の楕円錐状プラズマ laの上方に、頂点を下向きにしたもう一つの楕円錐状プラズマ lbを、 z軸を一致させて、底面の楕円の長径を z = 0平面に投影したとき、楕円錐状プラズマ laの底面の楕円の長径と互いにほぼ垂直に交わるように、軸の周りに 90度程度捩じって頂点近傍で連結した形状になって、る。また頂点付近では突起部を持つ円形に近い星ぼう形 (ァステロイド形)などに類似した形状になって V、る。 2は電流の経路を示すプラズマ柱の稜線を表して、る。 [0015] 図 1に示したプラズマ柱の主要部は、高温高密度プラズマが生成される電極間中央付近 (くびれ部 3近傍)のみを示したもので、それ以外の電極に近い部分は図示を省略している。図 1に示していない電極近傍、即ち楕円錐状プラズマ la, lbの底辺部分カゝら電極の間のプラズマの形状は、放電容器および電極の形状等に依存する。

[0016] 以上においては、簡単のため、断面が楕円のプラズマ柱を例にとって説明したが、ひょうたん形、その他の形状の断面を持つプラズマ柱の場合も、断面が楕円と違うだけで、本質的に同じである。更に断面の形状は場所により異なることも起こりうる。またベースボール Zピンチプラズマ柱の形状は時間と共に変化し、図 1に示すプラズマの形状はある瞬間における形状を概念的に示しており、プラズマ柱のくびれ部 3の周囲には野球ボールの縫い目に相似な形状の磁力線 4を持つ磁場が存在し、プラズマはこの磁場により保持、圧縮される。

[0017] ベースボール Zピンチプラズマ柱に本質的な点はプラズマ周囲に野球ボールの縫い目状磁力線が存在することである。図 1に示したプラズマ柱は、実施例 1〜3の説明で明らかになるように、電極の隙間が野球ボールの縫い目に類似している 2つの電極を備えた放電容器内で、該両電極間で Zピンチ放電を発生させたとき生成される。この点、即ち陽極、陰極間の隙間の形状が野球ボールの縫い目状になっていること及びこの隙間に沿って一様に放電を発生させることが、ベースボール Zピンチ発生のために重要である。ベースボール Zピンチプラズマ柱は、実施例 4で説明するように、原理的には陽極、陰極間の間隙が野球ボールの縫!、目状でな!、場合にも生成可能である。しかし、この場合も電極構造、放電部が野球ボールの縫い目状磁力線を発生させうるような構造のものでなければならない。

[0018] <実施例の説明 >

以下にお、てはベースボール Zピンチを生成する具体的方法を実施例 1乃至 4について詳細に説明する。

実施例 1

[0019] 図 2乃至図 4は本発明に係わる実施例 1の中空球状放電容器を示したものであり、その電極の形状を概念的に示したものである。図 2乃至図 4において、 X軸、 y軸、 z 軸、の原点は中空球状放電容器の中心に取ってある。図 2は球状ベースボール Zピンチ装置の x = 0平面（yz平面）への投影図、図 3は y =0平面 (xz平面)への投影図、図 4は z = 0平面 (xy平面)への投影図である。電極 5と電極 6とは絶縁物 7によって電気的に隔てられている。

[0020] 容器内部を真空とした後希薄ガスを充填し、低インピーダンスの高速大電流電源（図示省略）を電極 5と電極 6に接続し、電圧を印加すると、放電は電極 5,電極 6の間で絶縁物 7の内面に沿って、ベースボールの縫い目状に発生する。発生したプラズマは電流の増加とともに加熱され、またベースボールの縫い目状の絶縁物領域から入る磁場により圧縮され、プラズマの一部が球の中心近傍に到達したとき、図 1に似た形状のプラズマ柱が球状放電容器中心近傍に形成される。

[0021] 図 5は、図 2の場合に放電容器内壁（9a)内部に生成されるプラズマ 10の x=0平面上における形状の時間的な変化を概念的に示したものである。 x=0平面上でのプラズマ 10の境界は時間の経過と共に 8a、 8b、 8cの順に変化し、プラズマ 10は境界が 8dとなった時刻の状態を示している。図 2との対応を明らかにするため、電極 5, 6と絶縁物 7の境界および球状外壁 9bを点線で示している。

[0022] 中空球状放電容器にお!、て、球形であることが必要なのは、容器内部だけであつて、外壁は必ずしも球形である必要はない。一例として、電流の供給を容易にするため等の目的で、立方体 (点線で示した放電容器が立方体であるときの外壁 9c)や直方体とすることも可能である。

[0023] 図 3に対応する y=0平面でのプラズマ 10の様子は、図 5の上下を反転させれば得られる。それから明らかなように、図 5の z< 0の領域におけるプラズマは、 y方向には薄いが、 X方向（紙面に垂直方向）には図 5の z >0のプラズマ 10の形状を上下逆にした形をしており、幅は広ぐ電極近傍で断面はひょうたん形断面をしている。従って、電流密度は球形放電容器の周辺部より中心部で高ぐ放電容器の中心部においてプラズマ 10はより強くピンチする。

[0024] 図 2乃至図 5において、複雑になるのを避けるため、絶縁部は簡略ィ匕してかかれているが、放電が容器内部でのみ発生し、外部で発生しないような形状になっている必要がある。また、真空排気系、ガス導入系、高速大電流電源、予備加熱電源との接続部、冷却装置等も、図示が省略されているが、縫い目状の絶縁物から離れた電極部の適当な場所に容易に設けることが出来る。

実施例 2

[0025] 図 6、図 7は本発明に係わる中空楕円体放電容器を用いた実施例 2における電極構造を示す。図 6、図 7において、 X軸、 y軸、 z軸、の原点は中空楕円体放電容器の中心に取つてある。まず図 6は楕円体放電容器の場合の電極構造を X = 0平面 (yz 平面)へ、また図 7は y=0平面 (_XZ平面)へ投影した形状を示し、実施例 1の図 2及び図 3に対応している。電極 11,電極 12及び絶縁物 13も、実施例 1の電極 5,電極 6および絶縁物 7に対応しており、現象も本質的に同じである。また z = 0平面への投影図は図 4と定'性的に同じである。

[0026] この実施例 2は、放電容器内壁が、実施例 1の場合より、縫い目状曲線を容器中心に接近させることができる構造を持つ導体容器の一例でもある。実施例 1と比較して、ピンチ部の電流密度に対し電極部における電流密度を下げ、電極の損傷を小さくすることができる。逆に電極部の電流密度が同じ時、中心で強いピンチを発生させることがでさる。

[0027] 図 8乃至図 10は中空長方体放電容器を用いた実施例 2の電極を概念的に示している。図 9は図 8の側面図、図 10は図 8と反対の方向から見た図である。電極 14と電極 15はフレ—ム 16で絶縁され、実施例 1の電極 5,電極 6及び絶縁物 7に対応している。フランジ (絶縁物の蓋） 17a, 17bは容器を気密とするための蓋であり、図 8、図 10では電極構造を見やすくするため図示を省略してある。放電により発生する現象は実施例 1と本質的に同じである。また点線 18は放電容器内壁を示している。この例は、製作が容易になる反面、放電容器内部の構造が滑らかでなくなるため、プラズマが運動する過程で、衝撃波の反射等不規則な現象が生じうる。

[0028] 図 11及び図 12は、実施例 1及び 2において、真空排気系、ガス導入系との接続部、高速大電流電源、大電流放電に先立つ予備加熱電源の接続部、観測あるいはプラズマカゝら放射される放射及び粒子の取り出し孔、冷却装置を、放電電極として図 2 乃至図 4と同じ球形内壁を持つ電極の場合を例にとって示した概念図である。

[0029] 図 11は図 12の A— A，断面における正面断面図、図 12は図 11の上面図で、電極 19,電極 20、絶縁物 21は、図 2乃至図 4の電極 5,電極 6及び絶縁物 7に対応している。電極 20の外壁 61は正面図断面では矩形状である力側面から見たときは正面図の電極 19を上下逆転させたような形状になっている。 22、 23a、及び 23bは電力供給用接続導体で、高速大電流電源と接続される。同時に、予備加熱として高周波放電を用いるときの接続にも利用できる。絶縁物 24aは電力供給用接続導体 22と電力供給用接続導体 23a、絶縁物 24bは電力供給用接続導体 22と電力供給用接続導体 23bを絶縁するためのものである。ポート 25a、 25b、 25c、 25d及び 25eは内部のプラズマの観測、及びプラズマ力もの各種放射の取り出し孔である。またそのうちの一つを低温プラズマ入射用のプラズマ銃取り付け孔として用いることもできる。 2 6は真空排気系及びガス導入系を接続する管 (真空排気及びガス導入系接続管)である。マイクロ波による予備加熱を用いるときには、ポート 25aの管径を適当に選び導波管とすることも、真空排気系、ガス導入系としてポート 25aを用い、管 26を導波管として用いることも可能である。 27、 28は電極を冷却する必要があるときに用いる冷却管である。冷却管 27は電極 19内部を、冷却管 28は電極 20の内部を効果的に冷却できるように配管され (電極内における配管の詳細は図から省略)、片側 (例えば右側 )が冷媒の注入孔、もう一方 (左側）が排出孔となっている。

図 13はもう一つの例を示したものである。電極 29, 30、絶縁物 31、電力供給用接続導体 32, 33a、 33b、絶縁物 34a, 34bは、図 11の電極 19, 20,絶縁物 21、電力供給用導体 22, 23a、 23b、絶縁物 24a, 24bにそれぞれ対応している。また 35は真空排気系、ガス導入系へ接続するポート (真空排気及びガス導入系接続管)である。容器 36及びその蓋 37は冷却槽を構成し、冷却溶媒 38は蓋 37の注入孔 39から注入され排出孔 40から排出される。高速大電流用コンデンサー 41 ,ギャップスィッチ 4 2は、高速大電流電源を概念的に示し、 43は予備加熱用高周波電源、 44はマイクロ波予備加熱用導波管を概念的に示している。なお図を単純ィ匕するため、図 11においては大電流電源、予備加熱電源等を省略している。また図 13においては観測用ポー卜を省略してヽるカ S、図 11のポー卜 25a、 25b、 25c、 25d及び 25eを、冷去 Mf36 を貫通する形で容易に付加することができる。また電極部の上面図は図 12とほぼ同じである。

実施例 3 [0031] 図 14は本発明に係わる実施例 3における放電装置を示す。実施例 1および 2において、放電容器は気密でなければならない。しかし、放電電極を兼ねる放電容器は真空装置としては複雑な形状であるため、組み立て、分解が簡単な形で気密とすることは必ずしも容易でない。

[0032] 実施例 3においては、電極と真空放電容器を分離し、真空放電容器 47の内部に、実施例 1と同じような中空球状導体を野球ボールの縫い目様曲線に沿って分割、分離した形状の電極 45、 46を挿入した場合を示す。しかし、電極 45、 46は、実施例 1 および 2で示した、ベースボール Zピンチプラズマ柱を生成しうる形状（ベースボールの縫い目状の分離帯を持つ電極の対)であれば原理的にはどのような形状でも良い

[0033] 図 14は真空放電容器 47の紙面手前側を切り取り、中の電極、碍子などが見えるように描いてある。電極 45は真空容器 47に固定、接続され、一方電極 46は貫通碍子 48により真空容器 47から絶縁、支持され、碍子内部を貫通している導体により外部の電源に接続されて、る。実施例 1と異なり 2つの電極内部を気密とする必要はなヽ力実施例 1と同様に電極の隙間に絶縁物を埋め沿面放電が発生するようにもできる。また 49は、真空排気系、ガス導入系のためのポート (真空排気及びガス導入系接続管）であり、高速大電流用コンデンサー 50およびギャップスィッチ 51は、 Zピンチを発生させるための高速大電流電源、 52は予備加熱用高周波電源を概念的に示している。

[0034] 観測あるいはベースボール Zピンチプラズマからの各種放射や粒子を取り出すポート、電極の冷却装置等は、実施例 1及び 2の場合の図 11及び図 12を参照すれば容易に実施例 3にも取り付けることが可能である。

実施例 4

[0035] 図 15、図 16は本発明に拘わる実施例 4における装置を示す。実施例 1〜3において、 2つの電極間の間隙は 3次元の野球ボールの縫い目状曲線である力間隙が平面でもベースボール Zピンチを発生させることが可能であり、装置の製作が容易である。

[0036] 実施例 4においては、円柱の平面部に、円柱の軸の周りに非回転対称な半円盤状のくぼみをつけた 2つの電極 53, 54を、互いのくぼみが向き合うように一方の電極を反転し、また互いのくぼみの長手方向が交差するよう一方の電極を、 90度だけ円柱の軸の周りに回転させて、両電極のくぼみの開口部を合わせた形状にほぼ一致する孔を持つ平板状の絶縁物 55を両電極の間に配置し、気密放電容器を構成している。ボルト 56a〜56hは、 2つの電極 53, 54及び絶縁物 55を締め付けて気密とするためのものであり、 57a〜57hは補助絶縁筒である（57a〜57hはボルト 56a〜56hを絶縁するためのもので、 57の添え字 a〜hは 56の添え字 a〜hのそれぞれ対応した部分に使用されるものを示すが、図 15には断面図の関係で補助絶縁筒 57a、 57eのみ示されている）。図 15は図 16の C— C'断面図であり、図 16は図 15の B— B'断面図である。

[0037] 2つの電極 53, 54を実施例 3のように所定の間隔で真空放電容器の中に封入したベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置とすることも可能である。また図 11— 14におけると同様に各種のポートを取り付けることも可能である。

[0038] 本実施例にお!、ても、容器内部を真空とした後希薄ガスを充填し、低インピーダンスの高速大電流電源（図示省略)を電極 53と 54に接続し、電圧を印加すると、放電は電極 53, 54の間で絶縁物 55の内面に沿って発生する。発生したプラズマは電流の増加とともに加熱され、また電極 53, 54の間の絶縁物領域力入る磁場により圧縮され、プラズマの一部が球の中心近傍に到達したとき、図 1に似た形状のプラズマ柱が放電容器中心近傍に形成される。

[0039] 以上実施例 1から実施例 4について説明したが、放電に関して得られている既知の知識を適用すること、例えば、ガスの種類に応じ一様放電に適当なガス圧を用いることやガス圧に応じた予備電離、予備加熱法を選択する等は有効である。放電容器に充填する希薄ガスとしては、プラズマ銃を用いて外部カゝら入射されたプラズマであつても良い。また、ベースボール Zピンチ放電の特性を損なわないように真空中に挿入された金属箔'細線、絶縁物箔'細線、あるいは容器壁に蒸着させた金属層等を、予備加熱放電あるいは主放電の初期の電流で加熱し、蒸発'気化して生成したガスあるいはプラズマであっても良い。更に上記実施の形態では、一体ものの 2つの電極を組み合わせて野球ボールのようにした例を挙げた力少なくとも片方の電極を更に 2 分割して野球ボールのように組み合わせた後、ボルトなどで留めるようにすることにより、製作を容易に行うなど、適宜変形して実施できることは言うまでもない。また、上記実施の形態では、高温高密度ベースボール zピンチプラズマ柱生成装置の構成の概念図を示したものであるので、ボルトや気密にするためのパッキング、電極とその接続部の接続方法の詳細等は省略してあるが、これらは既知の知識を適用して実施できる。

また、上記実施例 1乃至実施例 4では、放電電極内壁が球形、中空楕円体、中空直方体、又は円筒状である導体を例にして説明したが、放電電極の内壁はこれらの形状に限定されない。

また、本発明は、以上述べた実施例に限定されるものではない。

産業上の利用可能性

[0040] 本発明によれば、ベースボール Zピンチプラズマ柱を生成し、強くピンチする領域あるいは超高密度が発生する場所を制御し、それ以外の領域における不安定性の発生を遅らせることにより、超高密度状態をより長時間持続させることができる。それにより生成した高温高密度ベースボール Zピンチプラズマは、高温高密度プラズマ源、高温プラズマ炉、紫外から X線領域の波長の高輝度光源、強力中性子源、核融合反応炉等へ応用することが可能である。

図面の簡単な説明

[0041] [図 1]図 1は、ある時刻におけるベースボール Zピンチで生成される典型的なプラズマ柱の様子を示す概念図である。

[図 2]図 2は、本発明による実施例 1の球形放電容器を X軸方向から眺めた投影図である。

[図 3]図 3は、図 2の側面図あるいは y軸方向から眺めた投影図である。

[図 4]図 4は、図 2の上面図あるいは z軸方向から眺めた投影図である。

[図 5]図 5は、図 2において、生成プラズマの x=0平面における形状の時間的な変化を概念的に示した図である。

[図 6]図 6は、本発明による実施例 2の中空楕円体放電容器を用いた場合を X軸方向力眺めた投影図である。 [図 7]図 7は、本発明による実施例 2の中空楕円体放電容器を用いた場合を y軸方向力眺めた投影図である。

[図 8]図 8は、本発明による実施例 2の中空直方体状放電容器を用いた場合の図である。

[図 9]図 9は、図 8の側面図である。

[図 10]図 10は、図 8を背面図である。

[図 11]図 11は、本発明による実施例 1及び 2に関係し、図 2乃至図 4で示した放電容器に真空排気系、ガス導入系用ポート、観測あるいはベースボール Zピンチプラズマ力もの各種放射、粒子取り出しポート、電極冷却用の冷却管を付けた例の断面図である。

[図 12]図 12は、図 11の上面図である

[図 13]図 13は、本発明による実施例 1及び 2に関係し、図 2乃至図 4で示した放電容器に真空排気系、ガス導入系用ポート、観測あるいはベースボール Zピンチプラズマ力ゝらの各種放射、粒子取り出しポート、電極冷却槽、大電流放電電源、予備加熱用の高周波電源及びマイクロ波導波管を付けた例の断面図である。

[図 14]図 14は、本発明による実施例 3の実例として、実施例 1の中空球状導体を 2つに分割して作った 2つの電極からなる放電装置を真空容器に封入した場合の真空容器の上半分を切り取った正面図である。

[図 15]図 15は、本発明による実施例 4の絶縁物が平面である場合の実例を示す正面断面図（図 16の C C'断面図）である。

[図 16]図 16は、図 15の B— B'断面図である。

符号の説明

la、 lb - - '楕円錐状プラズマ

2· · ·電流の経路を示すプラズマ柱の稜線

3…くびれ部

4· "磁力線

5、 11、 14、 19、 29、 45、 53 · ·，電極

6、 12、 15、 20、 30、 46、 54· ·，電極 7、 13、 21、 31、 55…絶縁物

16· "フレーム

8a〜8d' · 'プラズマ 10の境界

9a**，放電容器内壁

9 ' '放電容器が球形であるときの球状外壁

9c-- '放電容器が立方体であるときの外壁

10…プラズマ

17a、 17b ···フランジ (絶縁物の蓋）

18···放電容器内壁

22、 32· · '電力供給用接続導体

23a、 23b, 33a、 33b' ··電力供給用接続導体

24a、 24b, 34a, 34b ·· ·絶縁物

25a〜25e' · 'ポート（内部のプラズマの観測、及びプラズマからの各種放射の取り出し孔）

26 · · ·管 (真空排気及びガス導入系接続管）

35、 49·· 'ポート (真空排気及びガス導入系接続管）

27、 28···冷却管

36···冷却槽の容器

37···冷却槽の蓋

38···冷却溶媒

39···注入孔

40···排出孔

41、 50· ··高速大電流用コンデンサー

42、 51·· 'ギャップスィッチ

43、 52···予備加熱用高周波電源

4· · ·マイクロ波予備加熱用導波管

7···真空容器

8···貫通碍子 a〜56h* · ·ボル卜a〜57h…補助絶縁筒···電極 20の外壁

Claims

請求の範囲

[1] 中間部において捩れて細くくびれたくびれ部を有する Zピンチプラズマ柱で、前記 Z ピンチプラズマ柱は前記くびれ部で頂点が対向する 2つの非円錐状の錐体状部分からなり、前記 Zピンチプラズマ柱の軸に関し非回転対称であるだけでなぐ前記中間部で軸に垂直な面に関しても非対称で、前記 Zピンチプラズマ柱の周囲に野球ボールの縫、目状磁力線を持つ磁場で圧縮されて!ヽることを特徴とするベースボール Z ピンチプラズマ柱。

[2] 請求項 1のベースボール Zピンチプラズマ柱にお!、て、

前記 Zピンチプラズマ柱の前記くびれ部両側の軸に垂直な断面力楕円、楕円の短径部にくぼみがあるひようたん形の形状、短径部にふくらみがある形状、又は突起部をもつ円形に近い形状を持ち、

前記 Zピンチプラズマ柱の軸に垂直な断面を軸に沿って移動させたとき、該断面が上記形状の混在して!/、る形状で、周囲に前記野球ボールの縫!、目状磁力線を持つ磁場で圧縮されていることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱。

[3] 中空状の導体を野球ボール表面の縫、目と類似した曲線に沿って分割した 2個の電極、又は該電極と形状が同等な 2個の電極を、希薄ガスが充填された真空放電容器内部に分割部を所定の間隔で対向するよう配置し、

電極間の高速大電流放電により生成した Zピンチプラズマ柱であって、前記 Zピンチプラズマ柱の中間部にお、て捩れて細《びれたくびれ部を有し、前記中間部の前記 Zピンチプラズマ柱は前記くびれ部で頂点が対向する 2つの錐体状部分力なり、前記 Zピンチプラズマ柱の軸に関し非回転対称であるだけでなぐ前記中間部で軸に垂直な面に関しても非対称で、前記 Zピンチプラズマ柱の周囲に野球ボールの縫 Vヽ目状磁力線を持つ磁場で圧縮されたプラズマ柱を生成させることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成方法。

[4] 請求項 3のベースボール Zピンチプラズマ柱生成方法にお!、て、

前記分割部を、絶縁物を介して電気的に絶縁し、所定の間隔で対向するよう配置して、電極、絶縁物をもって希薄ガスを充填した気密放電容器を構成することを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成方法。 [5] 少なくとも一面が円形平面、又は平面に垂直な軸の周りに所定の角度回転させたときほぼ合同となる形状の平面である導体の平面に、

前記軸の周りに非回転対称な形状のくぼみをつけた電極を 2つ、互いのくぼみが向き合うように一方の電極を反転し、

また互、のくぼみの長手方向が交差するよう一方の電極を、前記所定の角度だけ前記軸の周りに回転させて、

希薄ガスが充填された真空放電容器内部において該平面を所定の間隔で対抗させるよう酉己置し、

両電極間の高速大電流放電により生成した Zピンチプラズマ柱であって、前記 Zピンチプラズマ柱の中間部においてねじれて細《びれたくびれ部を有し、前記 Zピンチプラズマ柱が前記くびれ部で頂点が対向する 2つの錐体状部分力なり、前記 Zピンチプラズマ柱の軸に関し非回転対称であるだけでなぐ前記中間部で軸に垂直な面に関しても非対称で、前記 Zピンチプラズマ柱の周囲に野球ボールの縫い目状磁力線を持つ磁場で圧縮されたプラズマ柱を生成させることを特徴とするベースボール Z ピンチプラズマ柱生成方法。

[6] 請求項 5のベースボール Zピンチプラズマ柱生成方法にお!、て、

前記 2つの電極の前記くぼみの開口部を合わせた形状にほぼ一致する孔を持つ平板状絶縁物を前記 2つの電極の間に挿入して、希薄ガスを充填した気密放電容器とすることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成方法。

[7] 希薄ガスが充填された放電容器中で、高速大電流を用いて Zピンチを発生させる高温高密度プラズマ柱生成装置にぉ、て、

前記放電容器が、中空状の導体を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿って分割した 2個の電極、又は該電極と形状が同等な 2個の電極を、絶縁物を介し結合した構造の気密な放電容器であることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置。

[8] 請求項 7のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置にお!、て、

前記放電容器内壁が、中空の球形である導体を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿って分割した 2個の電極、又は該電極と形状が同等な 2個の電極を、絶縁物を介して結合した構造の気密な球形放電容器であることを特徴とするベースボール zピンチプラズマ柱生成装置。

請求項 7のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、

前記放電容器内壁が、中空楕円体、中空直方体、円筒状、又は前記野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線を球形の場合より容器中心に接近させることができる内壁構造を持つ導体容器を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿つて分割した 2個の電極、又は該電極と形状が同等な 2個の電極を、絶縁物を介して結合した構造の気密な放電容器であることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置。

請求項 7乃至 9のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、前記放電容器の電極部に真空排気孔、ガス導入孔、高速大電流を供給する電源との接続部、高速大電流放電に先立つ予備加熱のための電源との接続部あるいは予備加熱エネルギーの導入孔、観測あるいはプラズマカゝら放出される各種放射若しくは粒子を取り出す孔、又は冷却装置の少なくとも 1つを備えていることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置。

Zピンチ放電によるプラズマ柱生成装置において、

真空容器内部に設置した一対の放電電極が、中空状の導体を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿って分割した 2個の電極、又は該電極と形状が同等な 2個の電極であって、該分割部が所定の間隔で対向するように配置したものであることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置。

請求項 11のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置にお!、て、

前記一対の放電電極内壁が、中空の球形である導体を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿って 2つに分割したもの、又はこれと形状が同等なもので、該分割部が所定の間隔で対向するように配置したものであることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置。

前記一対の放電電極内壁が、中空楕円体、中空直方体、円筒状、又は前記野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線を球形の場合より容器中心に接近させることができる内壁構造を持つ導体を野球ボールの表面にある縫い目と類似した曲線に沿って 2つに分割したもの、又はこれと形状が同等なもので、該分割部が所定の間隔で対向するように配置したものであることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置。

[14] 請求項 11乃至請求項 13のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、真空容器に真空排気孔、ガス導入孔、高速大電流を電極に供給するための導入部、高速大電流放電に先立つ予備加熱のためのエネルギーを電極あるいは電極内に供給するための導入部、観測ある!/、はプラズマカゝら放出される各種放射又は粒子を取り出す配管の導入孔、又は電極の冷却装置導入孔の少なくとも 1つを備えていると共に、電極に高速大電流を供給する電源の接続部、高速大電流放電に先立つ予備加熱のための電源の接続部ある、は予備加熱エネルギー導入孔、観測あるいはプラズマ力放出される各種放射若しくは粒子を取り出す孔、又は冷却装置の少なくとも 1つを備えていることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置。

[15] 希薄ガスが充填された放電容器中で、高速大電流を用いて Zピンチを発生させる高温高密度プラズマ柱生成装置にぉ、て、

円柱あるいは多角形断面の柱状導体の平面断面部に、円形あるいは多角形断面柱の軸の周りに非回転対称な形状のくぼみを有する 2つの電極を備え、

前記くぼみが互!、に向き合、、かつ前記くぼみの長手方向が互、に交差するように配置され、放電容器内部において前記平面が所定の間隔で対向して配置され、生成されるプラズマ柱の中間部においてねじれて細《びれたくびれ部を有し、前記プラズマ柱が前記くびれ部で頂点が対向する 2つの錐体状部分力なり、前記プラズマ柱の軸に関し非回転対称であるだけでなぐ前記中間部で軸に垂直な面に関しても非対称で、前記プラズマ柱の周囲に野球ボールの縫い目状磁力線を持つ磁場で圧縮されたプラズマ柱を生成させることを特徴とするベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置。

[16] 請求項 15のベースボール Zピンチプラズマ柱生成装置において、

前記 2つの電極の前記くぼみの開口部を合わせた形状にほぼ一致する孔を持つ平板状絶縁物を前記 2つの電極の間に挿入し、希薄ガスを充填して気密放電容器とすることを特徴とするベースボール zピンチプラズマ柱生成装置。