In neoclassical calculations for stellarators, it is customary to retain poloidal E × B precession in the kinetic equation, but to neglect other electric field terms of the same formal magnitude, causing non-conservation of total energy (kinetic plus potential) and magnetic moment. Here we consider the effects of retaining these terms in several types of optimized stellarators. It is challenging to maintain the full conservation laws in analytical calculations for a finite temperature gradient, but it is possible for low collisionality in the case of perfectly quasisymmetric plasmas, or more generally, for omnigenous plasmas. For the omnigenous calculation, we develop a new ordering that allows an expansion about the quasisymmetric solution. Even though canonical angular momentum is not conserved in an omnigenous nonsymmetric plasma, it is still possible to define an effective canonical angular momentum for a corresponding quasisymmetric system, and this quantity is useful as a radial variable in the analysis of the omnigenous plasma. Applying these observations and techniques to the drift-kinetic equation, electric-field-driven modifications to the omnigenous distribution function are derived, including a new term which has no analogue in previous neoclassical calculations for omnigenous or quasisymmetric stellarators.
恒星系（ステラレーター）における新古典計算では、運動方程式においてポロイダル方向のE×Bドリフトを保持する一方で、同じ形式的な大きさを持つ他の電場項を無視するのが通例であり、その結果、全エネルギー（運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの和）および磁気モーメントの非保存が生じる。本論文では、いくつかの最適化されたステラレーターにおいて、これらの項を保持した場合の影響を考察する。有限温度勾配に対して解析的な計算で完全な保存則を維持することは困難であるが、完全に準対称なプラズマの場合、あるいはより一般的にはオムニジェナスなプラズマの場合には、低衝突度の条件下でそれが可能となる。オムニジェナスな計算に対しては、準対称解のまわりでの展開を可能にする新しいオーダリングを開発する。オムニジェナスな非対称プラズマでは正準角運動量は保存されないが、対応する準対称系に対して有効な正準角運動量を定義することは可能であり、この量はオムニジェナスプラズマの解析において動径変数として有用である。これらの知見と手法をドリフト運動論方程式に適用することにより、オムニジェナスまたは準対称ステラレーターに対する従来の新古典計算には存在しない新しい項を含む、電場駆動によるオムニジェナス分布関数の修正項を導出する。