First principles expressions are given for the parameters governing collisional diffusion and parallel losses of mass, momentum and energy in tokamak scrape-off layer (SOL) plasmas. These dissipative, or damping, coefficients are based on neoclassical perpendicular transport (Pfirsch–Schlüter diffusion) and classical parallel transport (sub-sonic advection and Spitzer–Härm diffusion). When numerical values derived from these expressions are used to compute damping coefficients for the edge-SOL electrostatic (ESEL) turbulence code, simulations correctly reproduce the radial profiles of particle density, n, and electron temperature, Te, as well as statistical distributions and temporal correlations of particle density and flux density measured in Ohmic and L-mode plasmas on the TCV tokamak. Similarly, preliminary calculations agree reasonably well with radial profiles of Te measured in Ohmic and L-mode plasmas on JET, although the particle density e-folding length is over-estimated by a factor of 3; this discrepancy is largely removed by reducing the parallel density gradient length by a factor measuring the poloidal asymmetry (ballooning) of filament displacements. These encouraging results suggest that turbulent SOL transport is driven by interchange motions, caused by unfavourable curvature and strong pressure gradients in the edge region, with the level of turbulence being influenced by neoclassical diffusion and parallel losses in the SOL region. Moreover, the curvature drive offers a viable mechanism for the origin of the B × ∇B-independent part of the parallel SOL flow measured on many tokamaks, including JET and TCV, with ESEL simulation predicting a parallel Mach number of ≈ 0.2 in JET Ohmic and L-mode plasmas, in fair agreement with Mach probe measurements.
第一原理に基づく表現を、トカマク周辺領域（SOL）プラズマにおける質量、運動量、エネルギーの平行方向輸送を支配するパラメータに対して与える。これらの散逸係数（減衰係数）は、新古典垂直輸送（プフィルシュ・シュリューター拡散）と古典平行輸送（亜音速対流およびスピッツァー・ヘルム拡散）に基づいている。これらの表現から導出された数値を用いて、周辺SOL静電乱流（ESEL）コードの減衰係数を計算すると、シミュレーションは、TCVトカマクのオーミックおよびLモードプラズマにおいて測定された、粒子密度nおよび電子温度Teの動径方向プロファイル、ならびに粒子密度と粒子束密度の統計的分布および時間相関を正しく再現する。同様に、予備的な計算は、JETのオーミックおよびLモードプラズマで測定されたTeの動径方向プロファイルと合理的に一致するが、粒子密度の指数減衰長は約3倍過大評価される。この不一致は、平行方向密度勾配長を、フィラメント変位のポロイダル非対称性（バルーニング効果）を考慮して低減することで、ほぼ解消される。これらの有望な結果は、周辺SOL乱流輸送が、周辺領域における不利な磁場曲率と強い圧力勾配によって駆動される交換型不安定性（インターチェンジ運動）によって支配され、その乱流レベルが新古典拡散と平行方向損失によって影響を受けることを示唆している。さらに、この曲率駆動は、JETやTCVを含む多くのトカマクで測定された平行SOL流のB×∇B非依存成分の起源として有力な機構を提供する。ESELシミュレーションは、JETのオーミックおよびLモードプラズマにおいて平行マッハ数≈0.2を予測し、これはマッハプローブ測定と概ね一致する。