Joint European Torus (JET) plasma initiations that form a significant quantity of runaway electrons have been studied. It is shown that there is no direct relationship between the prefill pressure and breakdown electric field and signs of runaway electrons during the plasma initiation. Runaway electron generation is determined by the electric field and density development at and after burn-through. A clear criterion of density and electric field at one given point in time, which would ensure the avoidance of runaway electron generation, cannot be determined, because the timescales for the formation of runaway electrons and for the dynamics of the density differ significantly. Moreover, the formation process can be reversed, reducing the influence of runaway electrons on the discharge. Ensuring a high enough density will reduce the likelihood that runaway electron discharges are formed. It is also found that at JET the electric field often exceeds the critical electric field during the early stages of the current ramp-up phase, even when no signs of runaway electrons are present. Expected runaway current dynamics have been analysed using the discharge circuit equation. The comparison of the expected runaway electron current dynamics shows it to be significantly slower compared to theoretical expectations in the presence of a hot and dense thermal background plasma. This could be explained by an enhanced critical electric field and/or a reduced confinement of runaway electrons. The latter is shown to be affected by bursts of magnetohydrodynamic activity that are characteristic during the current ramp-up. The development of discharges in which the current is fully carried by runaway electrons happens on a slow timescale of several seconds, limited by the available flux. Such timescales are sufficient for improved active control of these events, avoiding runaway currents at plasma initiation exceeding values at which they could damage in-vessel components. The results provide insight into the improvement and interpretation of self-consistent modelling of runaway electron generation during the start-up of International Thermonuclear Experimental Reactor discharges.
大量の逃走電子を生成するJET（ジョイント・ヨーロピアン・トーラス）のプラズマ開始過程が研究された。予備充填圧力と絶縁破壊電界と、プラズマ開始中の逃走電子の兆候との間に直接的な関係はないことが示された。逃走電子の生成は、バーンスルー時およびその後の電界と密度の時間発展によって決定される。ある単一時点での密度と電界の明確な基準は、逃走電子の生成を回避することを保証するものとして決定することはできない。なぜなら、逃走電子の形成の時間スケールと密度の動力学の時間スケールが大きく異なるからである。さらに、形成過程は可逆的であり、放電に対する逃走電子の影響を低減することができる。十分に高い密度を確保することで、逃走電子放電が形成される可能性が低減される。また、JETでは、電流立ち上げ段階の初期において、逃走電子の兆候が存在しない場合でも、電界が臨界電界を超えることがしばしば見られる。予想される逃走電流の動力学は、放電回路方程式を用いて解析された。逃走電子電流の動力学の比較により、高温で高密度の熱プラズマ背景の存在下では、理論的予想よりも著しく遅いことが示される。これは、増強された臨界電界および/または逃走電子の閉じ込めの低減によって説明される可能性がある。後者は、電流立ち上げ中に特徴的な磁気流体力学活動のバーストによって影響を受けることが示されている。電流が完全に逃走電子によって運ばれる放電の発生は、利用可能なフラックスによって制限され、数秒の遅い時間スケールで起こる。このような時間スケールは、これらの事象の改善された能動制御に十分であり、プラズマ開始時に、炉内コンポーネントを損傷する可能性のある値を超える逃走電流を回避することができる。これらの結果は、国際熱核融合実験炉（ITER）の放電の立ち上げ中における逃走電子生成の自己無撞着モデリングの改善と解釈に対する洞察を提供する。