Energy loss in magnetic confinement devices is often anomalously high and explanations in terms of turbulence due to instabilities are normally sought. The difficulties inherent in identifying the particular mechanism and then performing an explicit calculation for the energy loss encourage the search for a more general alternative approach. In this paper the invariance properties of the equations governing the turbulence are exploited. The essential idea is that, if these equations are invariant under a particular set of scale transformations, then a confinement time calculated from them (no matter how difficult the calculation) must exhibit these same invariance properties. This imposes constraints on the expression for the confinement time which are characteristic of the governing equations. By defining the geometry of the confinement device and the nature of the loss mechanism sufficiently precisely it may be possible to completely determine the confinement time scaling by invariance arguments alone. A discussion of such a case, namely losses due to pressure driven resistive fluid turbulence, is given in detail, followed by a brief description of an application in drift wave turbulence.
磁気閉じ込め装置におけるエネルギー損失はしばしば異常に高く、その説明は通常、不安定性に起因する乱流の観点から求められる。特定のメカニズムを特定し、その後エネルギー損失の明示的な計算を行うことに伴う困難は、より一般的な代替アプローチの探求を促す。本論文では、乱流を支配する方程式の不変性を利用する。基本的な考え方は、これらの方程式が特定のスケール変換の下で不変であるならば、それらから計算される閉じ込め時間は(計算がどれほど困難であっても)同じ不変性を示さなければならないというものである。これにより、閉じ込め時間の式に、支配方程式に特徴的な制約が課される。閉じ込め装置の幾何学的形状と損失メカニズムの性質を十分に精密に定義することにより、不変性の議論のみから閉じ込め時間のスケーリングを完全に決定することが可能となる場合がある。そのような場合の議論、すなわち圧力駆動型抵抗性乱流による損失について詳述し、続いてドリフト波乱流への応用を簡潔に述べる。