With respect to the particle flux, the off-diagonal term in the neoclassical transport matrix becomes crucial in the stellarator long-mean-free-path regime. Central heating with peaked temperature profiles can make an active density profile control by central particle refuelling mandatory. The neoclassical particle confinement can significantly exceed the energy confinement at the outer radii. As a consequence, the required central refuelling may be larger than the neoclassical particle fluxes at outer radii leading to the loss of the global density control. Radiative losses as well as additional `anomalous' electron heat diffusivities further exacerbate this problem. In addition to the analytical formulation of the neoclassical link of particle and energy fluxes, simplified model simulations as well as time-dependent ASTRA code simulations are described. In particular, the `low-' and `high-mirror' W7-X configurations are compared. For the W7-X `high-mirror' configuration especially, the appearance of the neoclassical particle transport barrier is predicted at higher densities.
粒子通量に関して、ネオクラシカル輸送行列の非対角項は、恒星器の長平均自由行程領域において決定的に重要となる。中心加熱による尖った温度分布は、中心粒子供給による能動的な密度分布制御を必須とする。ネオクラシカル粒子閉じ込めは、外側半径におけるエネルギー閉じ込めを大幅に上回り得る。その結果、必要な中心供給量は外側半径におけるネオクラシカル粒子フラックスよりも大きくなる可能性があり、全体の密度制御の喪失につながる。放射損失および追加の「異常」電子熱拡散は、この問題をさらに悪化させる。解析的な粒子・エネルギー束のネオクラシカル結合の定式化に加えて、簡略化されたモデルシミュレーションおよび時間依存のASTRAコードシミュレーションについても述べる。特に、W7-Xの「低ミラー」および「高ミラー」配位を比較する。W7-Xの「高ミラー」配位では特に、より高い密度でのネオクラシカル粒子輸送障壁の出現が予測される。