An extensive series of experiments have confirmed that the observed 'spontaneous rotation' phenomenon in axisymmetric plasmas is related to the confinement properties of these plasmas and connected to the excitation of collective modes associated with these properties (Coppi 2000 18th IAEA Fusion Energy Conf. (Sorrento, Italy, 2000) THP 1/17, www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/csp_008c/html/node343.htm and Coppi 2002 Nucl. Fusion42 1). In particular, radially localized modes can extract angular momentum from the plasma column from which they grow while the background plasma has to recoil in the direction opposite to that of the mode phase velocity. In the case of the excitation of the plasma modes at the edge, the loss of their angular momentum can be connected to the directed particle ejection to the surrounding medium. The recoil angular momentum is then redistributed inside the plasma column mainly by the combination of an effective viscous diffusion and an inward angular momentum transport velocity that is connected, for instance, to ion temperature gradient (ITG) driven modes. The linear and quasi-linear theories of the collisionless trapped electron modes and of the toroidal ITG driven modes are re-examined in the context of their influence on angular momentum transport. Internal modes that produce magnetic reconnection and are electromagnetic in nature, acquire characteristic phase velocity directions in high temperature regimes and become relevant to the 'generation' of angular momentum. The drift-tearing mode, the 'complex' reconnecting mode and the m0 = 1 internal mode belong to this category, the last mode acquiring different features depending on the strength of its driving factor. Toroidal velocity profiles that reproduce the experimental observations are obtained considering a global angular momentum balance equation that includes the localized sources associated with the excited internal electrostatic and electromagnetic modes besides the appropriate diffusive and the inward angular momentum transparent terms.
軸対称プラズマにおいて観測される「自発回転」現象が、これらのプラズマの閉じ込め特性に関連し、かつこれらの特性に伴う集団モードの励起と結びついていることは、広範な一連の実験によって確認されている(Coppi 2000 18th IAEA Fusion Energy Conf. (Sorrento, Italy, 2000) THP 1/17, www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/csp_008c/html/node343.htm および Coppi 2002 Nucl. Fusion42 1)。特に、径方向に局在するモードは、そこから成長するプラズマ柱から角運動量を抽出することができ、その際、背景プラズマはモードの位相速度と反対方向に反跳を受けなければならない。プラズマ端部でのプラズマモードの励起の場合、その角運動量の損失は、周囲の媒質への指向性粒子放出と結びつけることができる。反跳角運動量はその後、主に有効粘性拡散と、例えばイオン温度勾配(ITG)駆動モードに関連する内向きの角運動量輸送速度との組み合わせによって、プラズマ柱内部で再分配される。無衝突捕捉電子モードおよびトロイダルITG駆動モードの線形理論と準線形理論は、角運動量輸送への影響という観点から再検討される。磁気リコネクションを生じさせ、電磁的性質を持つ内部モードは、高温領域において特徴的な位相速度方向を獲得し、角運動量の「生成」に関連するものとなる。ドリフト・ティアリングモード、「複素」リコネクションモード、およびm₀ = 1内部モードはこのカテゴリーに属し、最後のモードはその駆動因子の強さに応じて異なる特徴を獲得する。実験的観測を再現するトロイダル速度分布は、励起された内部静電モードおよび電磁モードに関連する局在ソースに加えて、適切な拡散項および内向き角運動量輸送項を含む全球的な角運動量バランス方程式を考慮することによって得られる。