Discharge instability at early stage of plasma column formation in tokamaks

In our paper we study the breakdown physics and current rump in tokamaks in wide range of parameters in 0D model. It is shown that the current-voltage curves has the S-shape. If the loop voltage is greater than critical value than discharge goes from low-current stage to high-current stage. If voltage is less than critical value there are both dumping and steady-state oscillations with large amplitude. The breakdown voltage increased versus gas pressure and decreased versus minor plasma radius.В роботі розглядаються закономірності формування розряду в токамаці у широкому діапазоні змінення параметрів в однорідній моделі. Показано, що вольт амперна характеристика розряду має S - подібний характер. При напрузі, яка перевищує критичну величину, розряд переходе у сильнострумову стадію, при менших напругах реалізуються або затухаючі, або незатухаючі коливання великої амплітуди. Напруга пробою зростає разом з тиском газу й зменшується з ростом малого радіусу шнуру.В работе рассматриваются закономерности формирования разряда в токамаке в широком диапазоне изменения параметров в однородной модели. Показано, что вольтамперная характеристика разряда носит S-образный характер. При напряжениях, превышающих критическую величину, разряд переходит в сильноточную стадию, при меньших напряжениях реализуются либо затухающие, либо незатухающие колебания большой амплитуды. Напряжение пробоя растет с ростом давления газа и падает с ростом малого радиуса плазменного шнура

Development of 2D discharge initiation model in tokamaks

In this paper the increase of the region of the avalanche breakdown was taken into account while considering of the breakdown voltage as the function of gas pressure. The plasma column form is determined from the 2D equilibrium condition. Plasma conductivity was determined from 0D model particles and heat balance. The dynamics of transition of plasma configuration with the open magnetic surfaces to the closed one is demonstrated.У роботі враховується вплив збільшення області лавинного пробою на величину напруги пробою з ростом тиску газу. Форма плазмового шнура визначається з умови двовимірної рівноваги, провідність з 0-мірних рівнянь балансу тепла і часток. Показано динаміку переходу від плазмової конфігурації з розімкнутими магнітними поверхнями до конфігурації з замкнутими поверхнями.В работе учитывается влияние увеличения области лавинного пробоя на величину напряжения пробоя с ростом давления газа. Форма плазменного шнура определяется из условия двумерного равновесия, проводимость из 0-мерных уравнений баланса тепла и частиц. Показана динамика перехода от плазменной конфигурации с разомкнутыми магнитными поверхностями к конфигурации с замкнутыми поверхностями

Discharge instability at early stage of plasma column formation in tokamaks

In our paper we study the breakdown physics and current rump in tokamaks in wide range of parameters in 0D model. It is shown that the current-voltage curves has the S-shape. If the loop voltage is greater than critical value than discharge goes from low-current stage to high-current stage. If voltage is less than critical value there are both dumping and steady-state oscillations with large amplitude. The breakdown voltage increased versus gas pressure and decreased versus minor plasma radius.В роботі розглядаються закономірності формування розряду в токамаці у широкому діапазоні змінення параметрів в однорідній моделі. Показано, що вольт амперна характеристика розряду має S - подібний характер. При напрузі, яка перевищує критичну величину, розряд переходе у сильнострумову стадію, при менших напругах реалізуються або затухаючі, або незатухаючі коливання великої амплітуди. Напруга пробою зростає разом з тиском газу й зменшується з ростом малого радіусу шнуру.В работе рассматриваются закономерности формирования разряда в токамаке в широком диапазоне изменения параметров в однородной модели. Показано, что вольтамперная характеристика разряда носит S-образный характер. При напряжениях, превышающих критическую величину, разряд переходит в сильноточную стадию, при меньших напряжениях реализуются либо затухающие, либо незатухающие колебания большой амплитуды. Напряжение пробоя растет с ростом давления газа и падает с ростом малого радиуса плазменного шнура