Plasma transport at the magnetic axis in toroidal confinement systems is systematically investigated by means of a variational principle for the rate of irreversible entropy production. All the transport coefficients are derived in the banana regime, among them, the bootstrap current and the ion heat conductivity in tokamaks. In the reactor scale, the bootstrap current density may reach 10% of the total plasma current density at the magnetic axis in contrast to the traditional neoclassical results, for which the bootstrap current vanishes at the magnetic axis. The ion heat conductivity has weaker dependence on the magnetic field. We call it Bohm-like diffusion. High temperature is favourable in confinement. The scaling of the transport can be understood in terms of a random walk process in the step of the so-called potato width.
トロイダル閉じ込め系における磁気軸でのプラズマ輸送を、不可逆エントロピー生成率に対する変分原理を用いて系統的に調べた。すべての輸送係数はバナナ領域で導出され、その中にはトカマクにおけるブートストラップ電流とイオン熱伝導率が含まれる。炉心規模では、ブートストラップ電流密度は磁気軸において全プラズマ電流密度の10%に達し得るが、これは従来の新古典論の結果、すなわちブートストラップ電流が磁気軸で消滅するという結果とは対照的である。イオン熱伝導率は磁場に対する依存性がより弱く、これをボーム様拡散と呼ぶ。高温は閉じ込めに有利である。輸送のスケーリングは、いわゆるポテト幅をステップとするランダムウォーク過程として理解できる。