Zマシン
Zマシン(英: Z machine)は、アメリカ合衆国のサンディア国立研究所が保有する核融合実験装置であり、2016年には世界最強のX線発生装置でもある。世界各国で行われている核融合研究の主流とは大きく異なる、Zピンチと呼ばれる物理現象を利用した実験装置であり、これによって発生させた強力なX線で物質を爆縮し、熱核兵器の内部と同程度の極度に高温、高圧の条件を作り出すことができる。この方法により、2003年3月には重水素燃料のみで核融合を達成している。
この装置はサンディア研究所のパルスパワープログラム (Pulsed Power Program)の一環を成し、その最終目的は慣性閉じ込め方式核融合(Inertial Confinement Fusion : ICF)プラントの可能性の実証とされているが、米国の核兵器備蓄性能維持計画(Stockpile Stewardship Program)の一環として、2006年から2007年にかけての大がかりな改造においてはエネルギー省(DOE)傘下の国家核安全保障局 (NNSA : Stockpile Stewardship Program を実行するために2000年に新設された機関)から多額の資金供給を受けている。
改造後はNNSAの下で臨界前核実験(Subcritical Experiment)を補完するための実験装置としても利用されており、2010年11月には最初の少量プルトニウム実験を実施して物議を醸している(この実験は、マスメディアなどでは臨界前核実験とは区別して「新型核実験」と呼んでいる) 。
Zマシンを含むサンディア研究所のパルスパワープログラムの起源は、1960年代の初めごろ、冷戦の緊張下で当時核兵器の管理と開発の任にあった国防総省(DOD)とアメリカ原子力委員会(AEC)が、核兵器が発する高エネルギーのガンマ線による被害を検証するため、サンディア研究所に高エネルギーのX線実験設備の開発の任を割り当てたことに端を発している
さらに1970年代の初めごろには、DODとAECは熱核兵器の核融合反応の物理についての詳しい理解を得るため、研究室環境で核融合反応を再現する方法の開発を、サンディア研究所及びローレンスリバモア国立研究所、ロスアラモス国立研究所などに打診し始めた。一方、この技術は核融合エネルギー利用への道を開くものでもあった。1973年には石油危機が勃発し、核融合エネルギーはにわかに注目を集めることとなり、AECからこの分野の研究について、これらの国立研究機関への大規模な資金供給が行われた。以降、核兵器研究と核融合エネルギー開発という2本の糸が複雑に絡み合いながら核融合炉の開発競争が繰り広げられることとなった。
核融合炉の方式は、トカマク型に代表されるプラズマの磁場閉じ込め(Magnetic Confinement)による連続反応方式と、核融合燃料を密封した小さなペレットを高エネルギーのレーザーまたは粒子ビームで瞬時に加熱してプラズマ化し、その際に発生する爆縮現象 (Implosion)によって慣性閉じ込めを行うパルス反応方式に大別されるが、後者は熱核兵器の内部で発生する現象とほとんど同じである。前出の3研究所については、核融合反応の研究は核兵器の研究を起源としているため、研究対象はほぼ慣性閉じ込め方式に限られていた(現在に至るまで同じ)。