In linear wave-particle interaction models, the coupling between cold electrons and microwaves with frequency equal to twice the electron gyrofrequency is so weak that the ionization of a significant number of neutral hydrogen atoms would seem impossible in practical applications. However, the non-linear interaction of a cold electron with the wave is very large if the electron becomes trapped near resonance in a shallow, static magnetic well. A model has been developed to describe the breakdown of a neutral gas when these non-linear interactions are considered, and it is in reasonable agreement with the limited amount of available experimental data. For gas pressures that are too large, electron-neutral collisions inhibit the non-linear interaction and prevent breakdown. For gas pressures that are too low, the growth rate of the free electron population is limited because electrons capable of causing ionization are lost before suffering a collision with a neutral. Quantitative growth rate predictions are presented for stellarators, and formulae for rough estimates are given.
線形波動-粒子相互作用モデルにおいて、電子ジャイロ周波数の2倍に等しい周波数を持つマイクロ波と冷電子との結合は非常に弱いため、実用的な応用において中性水素原子の有意な電離は不可能と思われる。しかし、浅い静磁場磁気井戸内で共鳴付近に捕捉された冷電子と波動との非線形相互作用は非常に大きい。このような非線形相互作用を考慮した場合の中性ガスの絶破壊を記述するモデルが開発され、限られた実験データと合理的に一致している。ガス圧が高すぎる場合、電子-中性粒子衝突が非線形相互作用を阻害し、絶破壊を防ぐ。ガス圧が低すぎる場合、電離を引き起こすことができる電子が中性粒子との衝突前に失われるため、自由電子集団の成長率が制限される。ステラレータに対する定量的な成長率の予測が提示され、概算のための公式が与えられている。