The COMPASS Upgrade tokamak (Vondracek et al 2021 Fusion Eng. Des.169 112490) will have dimensions and with high-field (), high-current (), high-triangularity (–) capabilities. This contribution aims at establishing open loop Poloidal Field coils current scenario for complete plasma initiation (breakdown and burn-through) and initial current ramp-up in both low field () and high field () conditions. A complete electro-magnetic model of the future device was derived and linearized through the FIESTA code (Cunningham 2013 Fusion Eng. Des.88 3238–47): in particular the Passive Stabilizing Plates have been consistently included. The optimization algorithm aims at providing the currents necessary to generate the proper vacuum field and maintain the plasma in its initial position against the inner limiter. It relies on the YFactory optimization tool (Bardsley 2024 https://git.ccfe.ac.uk/obardsle/yfactory). We present for the first time a fully optimized plasma initiation strategy that provides the feed-forward currents of all the coils from breakdown to the mark, without any active feedback. The optimization takes into account a certain number of control points for the field and flux values which allows to guide the null size and shape, as well as ensures initial radial and vertical stability. The breakdown strategy is discussed with respect to the null geometry and the maximum loop voltage requested during the breakdown. The outputs of the optimization are tested via the DYON code (Kim et al 2024 Nucl. Fusion64 126010) for a reasonable range of neutral prefill densities. The duration of burn-through is analyzed and an optimum breakdown configuration is identified that minimizes burn-through time, current consumption and stresses. The optimization is further refined in order to minimize the stress in the sliding joint of the Toroidal Field coil which is evaluated by ANSYS APDL model (Titus 2022 IEEE Trans. Plasma Sci.50 4304–10). The combined approach provides an operational space for COMPASS-U startup that is consistent with both electromagnetic and structural constraints.
COMPASS Upgradeトカマク（Vondracek et al 2021 Fusion Eng. Des.169 112490）は、寸法 と を持ち、高磁場（）、高電流（）、高三角度（–）の能力を有する。この貢献は、低磁場（）および高磁場（）の両条件において、完全なプラズマ開始（絶縁破壊とバーンスルー）および初期電流ランプアップのためのオープンループのポロイダル磁場コイル電流シナリオを確立することを目的とする。将来の装置の完全な電磁モデルが導出され、FIESTAコード（Cunningham 2013 Fusion Eng. Des.88 3238–47）を通じて線形化された。特に、受動安定化プレートが一貫して含められた。最適化アルゴリズムは、適切な真空磁場を生成し、プラズマを初期位置で内側リミッターに対して維持するために必要な電流を提供することを目的とする。これは、YFactory最適化ツール（Bardsley 2024 https://git.ccfe.ac.uk/obardsle/yfactory）に依存する。我々は初めて、アクティブなフィードバックなしで、絶縁破壊から マークまで全コイルのフィードフォワード電流を提供する、完全に最適化されたプラズマ開始戦略を提示する。最適化は、磁場と磁束値のための一定数の制御点を考慮に入れ、ヌルのサイズと形状を導くことを可能にし、初期の径方向および垂直方向の安定性を確実にする。絶縁破壊戦略は、ヌル幾何学と絶縁破壊中に要求される最大ループ電圧に関して議論される。最適化の出カは、合理的な範囲の中性予充填密度に対して、DYONコード（Kim et al 2024 Nucl. Fusion64 126010）を介してテストされる。バーンスルーの持続時間が分析され、バーンスルー時間、電流消費、および応力を最小化する最適な絶縁破壊構成が特定される。最適化は、ANSYS APDLモデル（Titus 2022 IEEE Trans. Plasma Sci.50 4304–10）によって評価されるトロイダル磁場コイルの滑動ジョイントにおける応力を最小化するためにさらに改善される。組み合わせたアプローチは、電磁的および構造的制約の両方と整合するCOMPASS-U立ち上げのための運転空間を提供する。