The Townsend avalanche theory is employed to model and interpret plasma initiation in NSTX by Ohmic heating and coaxial helicity injection (CHI). The model is informed by spatially resolved vacuum calculations of electric field and magnetic field line connection length in the poloidal cross-section. The model is shown to explain observations of Ohmic startup including the duration and location of breakdown. Adapting the model to discharges initiated by CHI offers insight into the causes of upper divertor (absorber) arcs in cases where the discharge fails to start in the lower divertor gap. Finally, upper and lower limits are established for vessel gas fill based on requirements for breakdown and radiation. It is predicted that CHI experiments on NSTX-U should be able to use as much as four times the amount of prefill gas employed in CHI experiments in NSTX. This should provide greater flexibility for plasma start-up, as the injector flux is projected to be increased in NSTX-U.
タウンゼントなだれ理論を用いて、NSTXにおけるオーミック加熱および同軸ヘリシティ入射（CHI）によるプラズマ開始をモデル化し、解釈する。このモデルは、ポロイダル断面における電場および磁力線接続長の空間分解された真空計算に基づいている。このモデルが、オーミック開始の観測結果、すなわち絶縁破壊の持続時間と位置を説明できることを示す。このモデルをCHIによる放電開始に適用することで、下部ダイバータギャップでの開始失敗時に上部ダイバータアークが発生する原因についての洞察が得られる。最後に、絶縁破壊と放射の要件に基づいて、容器ガス充填量の上限と下限を設定する。NSTX-UにおけるCHI実験では、NSTXのCHI実験で使用された予備充填ガス量の最大4倍を使用できると予測される。NSTX-Uではインジェクター磁束の増加が見込まれるため、これはプラズマ開始の柔軟性を高めるはずである。