The equilibrium plasma rotation in a general toroidal magnetic field is nearly always subsonic and is determined by the requirement that the collisional particle transport should be ambipolar in lowest order in the small-ion-gyroradius expansion. Only in quasi-symmetric fields, where collisional particle transport is intrinsically ambipolar, can the plasma rotate freely and then only in the quasi-symmetry direction. Sonic rotation velocities are allowed in this case. In this paper the effect of rotation in a quasi-axisymmetric field is investigated, and it is found that the symmetry is broken when the rotation speed exceeds the diamagnetic speed appreciably, leading to reappearance of the non-intrinsically ambipolar 1/ν-transport regime. Fortunately, this transport scales with the fourth power of the rotation Mach number and is expected to be modest in most plasmas of interest.
一般トロイダル磁場中の平衡プラズマ回転は、ほぼ常に亜音速であり、衝突性粒子輸送が小イオンジャイロ半径展開の最低次において両極性(アンビポーラ)であるべきという要件によって決定される。衝突性粒子輸送が本質的に両極性である準対称磁場においてのみ、プラズマは自由に回転でき、その場合も回転は準対称方向のみに限られる。この場合、音速規模の回転速度が許容される。本論文では、準軸対称磁場中の回転の効果を調査し、回転速度が反磁性速度を有意に超えると対称性が破れ、非本質的両極性の1/ν輸送領域が再出現することが見出された。幸いなことに、この輸送は回転マッハ数の4乗に比例し、対象となるほとんどのプラズマにおいては控えめであると予想される。