Aksial necking maskiner (eller også kalt Z-pinch ) til stede et av de treghetsbegrensningsmetoder som undersøkes for kontroll av kjernefusjon .
En liten drivstoffkapsel er plassert i midten av et bur laget av wolfram- eller aluminiumtråder med mikrometrisk diameter (på engelsk sylindrisk wire array ). Det brukes også en dyse som gjør det mulig å generere en sylindrisk strøm av argon ( gasspust ). Under en sterk elektrisk utladning transformeres disse ledningene eller gassflasken under påvirkning av varme til et plasma som leder strøm.
De Lorentz krefter som forårsaker innsnevring av plasma på sin z-akse (herav navnet Z-klemme ). Den plutselige økningen i plasmatrykket genererer deretter en sterk X-stråling som igjen komprimerer kapselen som inneholder blandingen som skal smeltes.
Den aksiale klemfusjonsenheten består av en liten kapsel på størrelse med en pepperkorn, laget av deuterium og tritiumbrensel . Denne kapselen er plassert i midten av et sylindrisk nettverk som består av wolframkabler (ca. 400) som en strømpuls vil passere gjennom.
Hele denne enheten er i seg selv i midten av et hulrom som gjør det mulig å fange røntgenstrålene .
En strømpuls på 20 millioner ampere med en varighet på 100 nanosekunder overføres gjennom metalltrådene. Den veldig store mengden energi og oppvarmingen som produseres "fordamper" ledningene eller gassflasken, som forvandler dem til et plasma . Magnetfeltet skapt av strømmen komprimerer voldsomt de forskjellige individuelle ledningene til et plasmarør midt i nettverket.
Med økningen i strømstyrken under pulsen vil magnetfeltet plutselig komprimere plasmaslangen. I løpet av denne kompresjonen, som har nådd et grense, kalt stagnasjon , stopper plasmaet plutselig, og omdannelsen av kinetisk energi til elektronene og ionene i plasmaet vil frigjøre veldig store mengder X-eller UV-stråler med lav energi. I form nær en svart kroppsstråling i størrelsesorden keV.
Røntgenstrålene som dermed frigjøres, med en strøm som utstråles på opptil 290 teravat , vil komprimere og varme opp drivstoffkapslen og utløse kjernefusjonsreaksjoner .
For å oppnå og frigjøre på en tilstrekkelig kort tid den enorme mengden energi som er nødvendig for driften av Z-pinch-maskinen, er det nødvendig å lagre energien på forhånd. Denne lagringen utføres ved bruk av "svømmebassenger" fylt med vann, som fungerer som kondensatorer. Den således lagrede energien kan frigjøres på veldig kort tid i en pulsmodus med en ekstremt kort periode på mindre enn 10 nanosekunder .
Den flash- punkt som gir et tilstrekkelig stort antall av atom-fusjoner som skal oppnås, og for å frigjøre mer energi enn det som er nødvendig for å kunne betjene maskinen ennå ikke er nådd. Målet for de kommende årene er å øke intensiteten til den elektriske strømmen fra 20 til 60 millioner ampere.
Denne økningen er imidlertid ikke uten problemer, siden røntgenstrålene som komprimerer drivstoffet også utøver et kolossalt trykk på veggen i hulrommet som inneholder enheten.
Ved 60 millioner ampere og en effekt på 150 teravatt, ville dette trykket være i størrelsesorden 150 til 500 gigapascal.