電磁力

J×B の力、言い換えると磁気圧の力で導体（プラズマ）を動かすことができます。磁気圧は空間の磁気エネルギー密度です。

パルス電流による電磁力で銅の棒を直線的に加速する実験です。

パルス電流の作る磁気圧の力でアルミ缶を発射する実験です。

ピンチ効果

２本の導線に同じ方向に電流を流すと互いに引き合うように、プラズマ柱内部に電流を流すとプラズマ柱自身が内向きに収縮する力を受けます。このように内部電流によって外部に磁気圧を発生させてプラズマを圧縮する方法がＺピンチです。これに対し、プラズマ柱外部のコイル電流によって磁気圧を発生させてプラズマを圧縮する方法をΘピンチといいます。ＺとΘは円筒座標で電流の流れる方向を表しています。

Ｚピンチは狭い意味では、特にその電流の流れる方向に形状が一様なものをいいます。

自己収縮するプラズマ

いわゆるＺピンチと同様、プラズマ内部を流れる電流のつくる磁気圧によって自己収縮するプラズマには次のようなものがあります。

左上は金属ライナーやガスパフＺピンチに見られる中空円環構造。右上は毛細管放電。左下は非対称な構造をもつプラズマフォーカス。右下は真空スパークです。

Ｚピンチへのエネルギー入力

Ｚピンチはプラズマ自身に電流が流れるため、Joule 加熱が期待できます。定常プラズマでは大変有効な Joule 加熱ですが、短時間でのエネルギーの入力の方法としてはもっと重要なものがあります。半径収縮するＺピンチは、磁気エネルギーを取り込んでプラズマ自身が加速されます。プラズマに入力されるエネルギーは、蓄積エネルギーの10 % 以上になります。

Ｚピンチプラズマの構造

半径収縮するＺピンチは Rayleigh-Taylor 不安定性によって軸方向に分断され、軸上にいくつかのホットスポット（高温高密度のＸ線点源）が発生します。ホットスポットの発生は放射崩壊によるものと考えられています。ホットスポットの周囲には中間的な温度・密度のバルクプラズマが存在し、プラズマの外側に電極物質の蒸気が観測されています。