Purely growing sawtooth precursors have been identified in high current, high-density discharges of the Frascati Tokamak Upgrade. On the basis of the observed helical structure and growth rate, these precursors are identified as the early non-linear stage of the m = 1 instability in the semicollisional regime. The precursor stage is followed by a fast collapse during which the growth rate of plasma displacement increases by an order of magnitude. During the precursor, a transition from semicollisional to collisionless reconnection regimes occurs, as the non-linear resistive width falls below the collisionless skin depth; such a cross-over is proposed as the trigger mechanism for the fast collapse phase. This simple scheme, in which the crossing of a linear stability boundary triggers the precursor, while a non-linear effect triggers the fast collapse, emerges in plasmas where the diamagnetic rotation frequency is smaller than the precursor growth rate. Diamagnetic effects complicate the picture as they reduce precursor growth rate, but the basic mechanisms are likely to be the same in all cases.
純粋に成長する鋸歯状前駆体が、フラスカティ・トカマク・アップグレードの高電流・高密度放電において観測されている。観測された螺旋構造と成長率に基づき、これらの前駆体は、半衝突領域におけるm = 1不安定性の非線形初期段階として同定される。前駆体段階に続いて急速な崩壊が生じ、その間プラズマ変位の成長率は一桁増大する。前駆体の間、非線形抵抗幅が無衝突表皮深さ以下に低下するにつれて、半衝突領域から無衝突磁気リコネクション領域への遷移が起こる。このようなクロスオーバーが、急速な崩壊段階のトリガーメカニズムとして提案されている。線形安定性境界の交差が前駆体を引き起こし、非線形効果が急速な崩壊を引き起こすというこの単純なスキームは、反磁性回転周波数が前駆体成長率よりも小さいプラズマにおいて現れる。反磁性効果は前駆体成長率を低下させるため状況を複雑にするが、基本的なメカニズムはすべての場合においておそらく同じである。