Тэта-пинч-эффект – явление сжатия плазмы под действием внешнего нарастающего поля. Как и в случае z-пинча, процесс ускорения и сжатия плазмы определяется электродинамическими силами, но теперь на плазму воздействует не магнитное поле тока, текущего по самой плазме, а внешнее поле. При быстром нарастании тока в катушке, надетой на цилиндрическую разрядную камеру с изолирующими стенками, внутри соленоида создается продольное магнитное поле B, а в плазме, обычно приготовленной заранее, индуцируется азимутальный ток J.Если проводимость плазмы достаточно велика, то при быстром нарастании поля ток течет лишь в тонком поверхностном слое и напряженность магнитного поля внутри плазмы равна нулю. При этом к поверхности плазмы приложено магнитное давление, равное B² /8π  и плазменный столб сжимается к оси. По своей физической природе тета-пинч аналогичен z-пинчу: сжатие плазмы обусловлено взаимодействием продольного поля B c азимутальном током J.

Плотная и горячая плазма, создаваемая в прямом тета-пинче устойчиво удерживается в течении времени, определяемого уходом частиц через концы системы вдоль силовых линий магнитного поля и классической диффузией в радиальном направлении.

Сжатие θ-пинча обусловлено азимутальным током, пропущенным по окружающей плазму цилиндрической проводящей стенке. Ток создает магнитное поле, которое сжимает плазму по направлению к оси симметрии. Часть магнитного поля диффундирует в плазму, а часть плазмы не захватывается набегающим полем. Это означает, что граница между плазмой и областью поля не резкая. Однако как инерция незахваченной плазмы, так и токи, протекающие по ней, несущественны. Поэтому может быть использована модель с резкой границей. В этой модели имеется поверхность раздела, отделяющая плазму от вакуума, в вакуумной области решаются уравнения для азимутальной компоненты векторного потенциала. В области плазмы решаются обычные МГД уравнения, учитывающие диффузию поля, но без диффузии вещества. На поверхности с точности до первого порядка по временному шагу dt поддерживается условие непрерывности напряжений поперек свободной поверхности плазмы.
Уравнение для векторного потенциала решается с помощью метода конечных элементов. Интеграл, который подлежит минимизации, имеет вид:

где г и z—радиальная и продольная координаты. Интеграл минимизируется по отношению к значению А_θ в каждой точке. Получающаяся в результате система линейных уравнений решается методом последовательных сверхрелаксаций , может быть использован также неявный метод переменных направлений.

Чтобы удержать плазму, например, при температуре 10⁸ К, ее нужно надежно термоизолировать. В принципе изолировать плазму от стенок камеры можно, поместив ее в сильное магнитное поле. Это обеспечивается силами, которые возникают при взаимодействии токов с магнитным полем в плазме.
Под действием магнитного поля ионы и электроны движутся по спиралям вдоль его силовых линий. Переход с одной силовой линии на другую возможен при столкновениях частиц и при наложении поперечного электрического поля. В отсутствие электрических полей высокотемпературная разреженная плазма, в которой столкновения происходят редко, будет лишь медленно диффундировать поперек магнитных силовых линий. Если силовые линии магнитного поля замкнуть, придав им форму петли, то частицы плазмы будут двигаться вдоль этих линий, удерживаясь в области петли. Кроме такой замкнутой магнитной конфигурации для удержания плазмы были предложены и открытые системы (с силовыми линиями поля, выходящими из торцов камеры наружу), в которых частицы остаются внутри камеры благодаря ограничивающим движение частиц магнитным «пробкам». Магнитные пробки создаются у торцов камеры, где в результате постепенного увеличения напряженности поля образуется сужающийся пучок силовых линий.
На практике осуществить магнитное удержание плазмы достаточно большой плотности оказалось далеко не просто: в ней часто возникают магнитогидродинамические и кинетические неустойчивости. Метод пинча применяется для удержания плазмы; примечательной его особенностью является то, что газ нагревается до высоких температур самим электрическим током (омический нагрев). Принципиальная простота метода обусловила его использование в первых же попытках удержания горячей плазмы, а изучение простого пинч-эффекта, несмотря на то, что впоследствии он был вытеснен более совершенными методами, позволило лучше понять проблемы, с которыми экспериментаторы сталкиваются и сегодня.
 

Наиболее интересные экспериментальные исследования быстрых тета-пинчей проведены в Лос-Аламосе (США) на установках Сцилла. Типичная схема представлена на рис.3.

Цилиндрическая камера из керамики, пирекса или кварца диаметром 5 см и длиной 30-50 см наполняется дейтерием до давления 0.01-0.1 тор. Магнитное поле создается при разряде конденсаторной батареи через два медных витка.