A first principles 6D kinetic model is developed to study the earliest times of unassisted plasma breakdown in an International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)-scale tokamak. This is then used for a comparative study of the predicted ionisation rate and the electron parallel velocity between the standard model for tokamak breakdown, assuming a zero-D (OD) Townsend avalanche, and the new kinetic model. The detailed model allows us to study the influence of the magnetic field configurations on the formation of plasma while explicitly resolving the electron trajectories. We introduce a 'back-traced' connection length Lbt as a useful predictive tool for the spatial distribution of charged particles during the breakdown process. It is also found that the ionisation rate and the mean electron parallel velocity from the kinetic model generally exceed the 0D model predictions, demonstrating a growth in the total electron population from 103 to the order of 108 in approximately 1 ms. This implies that the 0D model can still serve as a conservative prediction for the first plasma campaign on ITER.
国際熱核融合実験炉(ITER)規模のトカマクにおける非支援プラズマ破壊の初期段階を研究するために、第一原理に基づく6D運動論モデルが開発される。これを、トカマク破壊の標準モデル（ゼロ次元(OD)タウンゼント・アバランシェを仮定）と新しい運動論モデルとの間で、予測される電離率と電子平行速度を比較研究するために用いる。この詳細モデルにより、電子軌道を明示的に追跡しながら、プラズマ形成に対する磁場配位の影響を研究することができる。我々は、破壊過程における荷電粒子の空間分布に対する有用な予測ツールとして、「逆追跡された」接続長Lbtを導入する。また、運動論モデルからの電離率と平均電子平行速度は一般に0Dモデルの予測を上回り、総電子数が約1msで103から108のオーダーに成長することが示された。これは、0DモデルがITERでの最初のプラズマキャンペーンに対する保守的な予測として依然として機能し得ることを示唆している。