Toroidal rotation has become a topic of wide interest experimentally and theoretically because of the recognition that it is important for confinement, stability and even access to the H-mode confinement regime. The inception of ITER has generated a focus upon developing a prediction for rotation in burning plasmas where auxiliary injected torque will be relatively small. We will describe experimental results and cite theory, organized by sources of toroidal momentum, transport of this momentum and sinks for momentum, including the effects of some loss of toroidal axisymmetry (AS). We will also describe the so-called 'intrinsic rotation' where rotation under AS conditions is observed in the absence of any auxiliary momentum source, presumably due to effects such as off-diagonal transport elements or turbulent stresses and others. We describe how rotation is measured, and specific areas where the importance of rotation has been established. The predominant source of rotation generation in present devices is the toroidal torque from neutral beam injection. Experiments verify the accuracy of neoclassical (NC) models to describe the torque deposition process in AS conditions. Applied electromagnetic wave power is also found to generate rotation. The radial transport of momentum is found to be much larger than predicted by standard NC theory, having transport rates similar to that of ion thermal energy. Experiments have also verified the existence of a pinch term in the momentum transport, which could generate the interior rotation gradient often observed with intrinsic rotation. The ambient or purposely imposed non-axisymmetric magnetic fields can provide an interior sink for momentum, and that may also drag the rotation to a nonzero offset value. The rotation itself tends to shield out resonant perturbations. Nonresonant (NR) perturbations from toroidal field ripple have long been considered, and the area of NR perturbations has taken on new import for the fields generated by perturbation coils for mitigation of edge localized modes. We consider some of these effects in relation to what might be extrapolated to ITER, but continued experimental and theoretical efforts are required.
トロイダル回転は、閉じ込め、安定性、さらにはHモード閉じ込め状態への到達にとって重要であることが認識されたことから、実験的にも理論的にも広く関心を集めるテーマとなっている。ITERの開始により、補助トルク注入が比較的小さい燃焼プラズマにおける回転の予測を発展させることに焦点が当てられている。本稿では、トロイダル運動量の源、この運動量の輸送、および運動量の損失過程(トロイダル非軸対称性の影響を含む)に関する実験結果と理論的知見を整理して述べる。また、補助運動量源が存在しない非軸対称条件下で観測される、いわゆる「固有回転」についても述べる。これはおそらく、非対角輸送要素や乱流応力などの効果によるものと考えられる。回転の測定方法と、回転の重要性が確立されている具体的な領域についても説明する。現在の装置における回転生成の主な源は、中性粒子ビーム注入によるトロイダルトルクである。実験により、非軸対称条件下でのトルク付与過程を記述する新古典(NC)モデルの精度が検証されている。また、電磁波の印加も回転を生成することが見出されている。運動量の径方向輸送は、標準的な新古典理論の予測よりもはるかに大きく、イオン熱エネルギーの輸送率と同程度であることが明らかになっている。さらに、運動量輸送におけるピンチ項の存在も実験的に検証されており、これはしばしば観測される内部回転勾配を生成し得る。周囲に存在する、または意図的に印加された非軸対称磁場は、運動量の内部損失過程を提供し、回転を非ゼロのオフセット値に引きずり込む可能性もある。回転自体は共鳴摂動を遮蔽する傾向がある。トロイダル場リップルによる非共鳴(NR)摂動は古くから検討されており、エッジ局在モード緩和のための摂動コイルによって生成される磁場に関連して、NR摂動の重要性が新たに認識されている。本稿では、これらの効果のいくつかについて、ITERへの外挿の観点から考察するが、継続的な実験的・理論的努力が必要である。