A study is made of the effects on ion transport of collisions and of finite drift excursions for a variety of guiding centre drift orbit shapes. The drift excursions Δx, where x denotes a normalized flux surface label, are calculated by solving the guiding centre drift equation for individual orbits. Collisions are described by a Fokker–Planck operator valid in all collisionality regimes. The operator describes the interaction between a test particle and a thermal plasma. The test particles represent the thermal ions of the plasma such that the collision operator is made to conserve particle number, momentum and energy. The momentum conservation leads to a new formulation of the ion heat flux from test particle calculations. General Monte Carlo type equations are derived from moments of the collision operator. These equations are solved in a two step computational approach. A plasma equilibrium based on a JET configuration is used in computations which scan a phase space of three dimensionless variables which characterize the guiding centre orbits. The time–space dependent contributions from the drifts across flux surfaces, as well as along field lines, are accumulated to yield the ion heat flux profile qi(x) characterizing a thermal, Ohmically heated plasma. The profile of this ion heat flux is different from those predicted by conventional neoclassical theories as it vanishes on the magnetic axis. The edge value is approximately a third of the experimental value determined from the total Ohmic heating rate. The electron heat flux qe(x), can in principle also be evaluated by the model, but requires a two order of magnitude increase in computing resources.
衝突および有限ドリフト偏移がイオン輸送に及ぼす影響について、多様なガイディングセンター軌道形状に対して研究を行う。ドリフト偏移Δx（ここでxは規格化された磁束面ラベルを表す）は、個々の軌道に対するガイディングセンター・ドリフト方程式を解くことによって計算される。衝突は、すべての衝突頻度領域において有効なフォッカー・プランク演算子によって記述される。この演算子は、テスト粒子と熱プラズマとの間の相互作用を記述する。テスト粒子はプラズマの熱イオンを表し、衝突演算子は粒子数、運動量、およびエネルギーを保存するように構成される。運動量保存則により、テスト粒子計算からイオン熱流束の新しい定式化が導かれる。モンテカルロ型の一般方程式は、モーメントから導出される。これらの方程式は、2段階の計算手法によって解かれる。JET配位に基づくプラズマ平衡が計算に用いられ、ガイディングセンター軌道を特徴づける3つの無次元変数からなる位相空間を走査する。磁束面を横切るドリフトおよび磁力線に沿ったドリフトによる時空間依存の寄与が蓄積され、オーミック加熱された熱プラズマを特徴づけるイオン熱流束プロファイルqi(x)が得られる。このイオン熱流束プロファイルは、従来の新古典理論による予測とは異なり、磁気軸上でゼロとなる。端部での値は、オーミック加熱率から決定される実験値の約3分の1である。電子熱流束qe(x)は、原理的には同じモデルによって評価可能であるが、計算資源が2桁増加する必要がある。