We propose a new mechanism for radial electric fields and edge flows in tokamaks that will also serve as an intrinsic momentum source in systems without an up–down symmetry. An essential feature of toroidal plasmas is that charge-dependent ∇B and curvature drifts would lead to a vertical polarization of the discharge if it were not for the Pfirsch–Schlüter currents that neutralize the resulting charge separation. However, in the presence of collisions, there is a residual vertical electric field that drives an E × B flow in the direction of increasing major radius, regardless of the orientation of the fields and currents. This flow is excluded from the hot core and is localized to the more collisional edge plasma. It has many features in common with the edge flows observed in tokamaks such as C-Mod. In an up–down symmetric geometry it carries no net toroidal angular momentum; however, its viscous interaction with asymmetric boundaries leads to a net momentum input to the plasma. Both this momentum input, and the residual vertical electric field, the source of these flows, may play an important role in the ∇B direction-dependence of the power threshold for the L–H transition.
我々は、トカマクにおける径方向電場と周辺流の新しいメカニズムを提案する。これは、上下非対称性を持たない系においても、固有の運動量源として機能するものである。トロイダルプラズマの本質的な特徴として、電荷に依存する∇Bドリフトと曲率ドリフトは、フィルシュ・シュリューター電流が結果として生じる電荷分離を中和しない場合、放電の垂直方向分極を引き起こすであろう。しかしながら、衝突が存在する場合には、残留垂直電場が生じ、これは場と電流の向きに関係なく、大半径方向へ増加するE×B流を駆動する。この流れは高温コアから排除され、より衝突の多い周辺プラズマに局在する。これは、C-Modのようなトカマクで観測される周辺流と多くの共通点を持つ。上下対称な幾何学形状では、この流れは正味のトロイダル角運動量を運ばないが、非対称な境界との粘性相互作用により、プラズマへの正味の運動量入力が生じる。この運動量入力と、これらの流れの源である残留垂直電場の両方が、L-H遷移のパワー閾値の∇B方向依存性において重要な役割を果たす可能性がある。