Neoclassical transport processes are important to the understanding of plasma confinement physics in doubly periodic magnetized toroidal plasmas, especially, after the impact of the momentum confinement on the particle and energy confinement is recognized. Real doubly periodic tori in general are non-axisymmetric, with symmetric tori as a special case. An eight-moment approach to transport theory with plasma density N, plasma pressure p, mass flow velocity V and heat flow q as independent variables is adopted. Transport processes are dictated by the solutions of the momentum and heat flux balance equations. For toroidal plasma confinement devices, the first order (in the gyro-radius ordering) plasma flows are on the magnetic surface to guarantee good plasma confinement and are thus two-dimensional. Two linearly independent components of the momentum equation are required to determine the flows completely. Once this two-dimensional flow is relaxed, i.e. the momentum equation reaches a steady state, plasmas become ambipolar, and all the transport fluxes are determined through the flux–force relation. The flux–force relation is derived both from the kinetic definitions for the transport fluxes and from the manipulation of the momentum and heat flux balance equations to illustrate the nature of the transport fluxes by examining their corresponding driven forces and their roles in the momentum and heat flux balance equations. Steady-state plasma flows are determined by the components of the stress and heat stress tensors in the momentum and heat flux balance equations. This approach emphasizes the pivotal role of the momentum equation in the transport processes and is particularly useful in modelling plasma flows in experiments. The methodology for neoclassical transport theory is applied to fluctuation-driven transport fluxes in the quasilinear theory to unify these two theories. Experimental observations in tokamaks and stellarators for the physics discussed are presented.
新古典輸送過程は、二重周期磁場トーラスプラズマにおける閉じ込め物理の理解にとって重要であり、特に運動量閉じ込めが粒子およびエネルギー閉じ込めに及ぼす影響が認識された後には、その重要性が増している。一般に実二重周期トーラスは非軸対称であり、対称トーラスはその特別な場合である。プラズマ密度N、プラズマ圧力p、質量流速度V、熱流束qを独立変数とする8モーメント法による輸送理論のアプローチを採用する。輸送過程は、運動量および熱流束バランス方程式の解によって決定される。トーラスプラズマ閉じ込め装置においては、一次(ジャイロ半径オーダーにおける)プラズマ流は磁気面上にあり、良好なプラズマ閉じ込めを保証するため、二次元的である。流れを完全に決定するには、運動量方程式の2つの線形独立な成分が必要である。この二次元流が緩和されると、すなわち運動量方程式が定常状態に達すると、プラズマは無衝突的(アンビポーラ)となり、すべての輸送フラックスはフラックス-力関係を通じて決定される。フラックス-力関係は、輸送フラックスの運動論的定義から、および運動量・熱流束バランス方程式の操作の両方から導出され、対応する駆動力と運動量・熱流束バランス方程式におけるそれらの役割を調べることにより、輸送フラックスの性質を明らかにする。定常状態のプラズマ流は、運動量・熱流束バランス方程式における応力テンソルおよび熱応力テンソルの成分によって決定される。このアプローチは、輸送過程における運動量方程式の極めて重要な役割を強調し、実験におけるプラズマ流のモデリングに特に有用である。新古典輸送理論の方法論は、準線形理論における揺動駆動輸送フラックスに適用され、これら2つの理論を統合する。議論された物理に関するトカマクおよびステラレーターにおける実験的観測結果が提示される。