Schemat urządzenia do badania szybkiego wyładowania w gazie w prostoliniowej rurze
Rys. pochodzi z [2]

Jednymi z pierwszych prób dokonania syntezy termojądrowej były silnoprądowe wyładowania w gazie. Plazma (zjonizowany gaz, w którym w przybliżeniu znajduje się taka sama ilość ładunków dodatnich - "odartych" z elektronów atomów i ładunków ujemnych - elektronów) powstaje tu dzięki silnemu prądowi wyładowania, który jonizuje gaz i ogrzewa go a jednocześnie wytwarza pole magnetyczne potrzebne do "utrzymania" (ograniczenia) plazmy.

Urządzenia oparte na tym zjawisku są proste w konstrukcji, składają się np. z prostej rury stanowiącej komorę wyładowań baterii kondensatorowej i iskiernika. Inne większe mogą składać się z potężnych urządzeń do stabilizacji słupa plazmowego, z bateriami, zdolnymi do nagromadzenia energii rzędu dziesięciu milionów dżuli.

Wyładowanie kondensatora inicjuje w rozrzedzonym gazie, znajdującym się w izolowanej komorze rurowej, przepływ prądu elektrycznego o bardzo dużym natężeniu (nawet rzędu miliona amperów). Gaz ulega jonizacji - powstaje plazma. Przybiera ona kształt cylindra. Na początku prąd przepływa przez zewnętrzną warstwę cylindra ściskając go. Ścianki plazmowej rurki poruszają się z prędkościami do 10⁷cm/s do wewnątrz. W końcu otrzymujemy maksymalną kompresję - gęstość plazmy wzrasta do wartości 10¹⁷cząstek/cm³, która jest wystarczająca do syntezy termojądrowej. Niestety temperatura osiąga wartości tylko 1-2 mln stopni (co jest 2 do 3 rzędów wielkości za mało). Zjawisko to ponadto utrzymuje się w bardzo krótkim okresie czasu. Po maksymalnym ściśnięciu fala uderzeniowa dąży do rozszerzenia sznura plazmowego. Pulsacja zachodzi 1 - 2 razy - jednak pojawiają się niestabilności, które przerywają ograniczenie spychając plazme na chłodne ścianki komory. Proces wyładowania w prostej rurze ustaje.

By niwelować niestabilności próbowano różnych rozwiązań m.in. pinch z twardym rdzeniem - polegało to na umieszczeniu w środku rury wyładowczej pręta. Plazma, w której następowała wyładowanie przyjmowała więc kształt cylindra.

Ocenia się, że metoda szybkich wyładowań w prostej rurze nie ma wielkich perspektyw ze względu na niestabilności. Konieczność dążenia do coraz krótszych czasów wyładowań a co za tym idzie zwiększenia szybkości wzrostu natężenia prądu. To powoduje zaś zwiększenie przedostawania się do plazmy domieszek z komory i zwiększenie strat energii na skutek hamowania domieszek. Ponadto oprócz prostych zjawisk niestabilności (magnetohydrodynamicznych) pojawia się szereg innych, których przyczyny nie są dokładnie zbadane (możliwe, że wywoływane przez prądy przepływające wzdłuż linii sił pola magnetycznego).

Faza pinchu liniowego
Rys. pochodzi z [2]

Podczas prób z gazem - deuterem aparatura rejestrowała neutrony, nie powstawały one jednak w procesie syntezy termojądrowej(D+D->³H+n), ale na skutek zjawiska akceleratorowego - pojedyńcze gorące, szybkie jądra deuteru zderzały się z pojedyńczymi przedstawicielami chłodnej reszty jąder. Wynikało to z badań energii neutronów - która zmieniała się w różnych doświadczeniach i w zależności od kierunku ich emisji z komory.

Oprócz pinchu liniowego stosuje się też pinch azymutalny. Przez cewkę nawiniętą na komorze przepuszcza się prąd rozładowania baterii kondensatorowych. Szybko wzrastające pole magnetyczne wyładowania służy zarówno do ograniczania, jak i do ogrzewania powstającej wewnątrz rurki plazmy. W stosunku do pinchu liniowego - kierunek linii sił pola magnetycznego i kierunek przepływu prądu jak gdyby zamieniły się miejscami.

Obecnie pinch znalazł zastosowanie jako sposób inicjowania fuzji inercyjnej. Za jego pomocą wytwarzane jest miękkie promieniowanie rentgenowskie, które służy do kompresji kuleczki paliwa D-T. Potężne impulsowe źródło promieniowania powinno umożliwić efektywne spalanie paliwa i uzyskanie dużej wydajności. Więcej informacji na ten temat można zasięgnąć z artykułu ŚWIAT NAUKI Październik 1998 "Co dalej z syntezą termojądrową" [9]