In tokamak plasmas with low levels of toroidal rotation, the radial electric field Er is a combination of pressure gradient and toroidal and poloidal rotation components, all having similar magnitudes. In order to assess the validity of neoclassical poloidal rotation theory for determining the poloidal rotation contribution to Er, Dα emission from neutral beam heated tokamak discharges in DIII-D (Luxon 2002 Nucl. Fusion42 614) has been evaluated in a sequence of low torque (electron cyclotron resonance heating and balanced diagnostic neutral beam pulse) discharges to determine the local deuterium toroidal rotation velocity. By invoking the radial force balance relation the deuterium poloidal rotation can be inferred. It is found that the deuterium poloidal flow exceeds the neoclassical value in plasmas with collisionality , being more ion diamagnetic, and with a stronger dependence on collisionality than neoclassical theory predicts. At low toroidal rotation, the poloidal rotation contribution to the radial electric field and its shear is significant. The effect of anomalous levels of poloidal rotation on the radial electric field and cross-field heat transport is investigated for ITER parameters.
トカマクプラズマにおいて、トロイダル回転が低い場合、径方向電場Erは圧力勾配とトロイダル回転およびポロイダル回転の成分の組み合わせであり、これらはすべて同程度の大きさを持つ。ポロイダル回転がErへの寄与を決定する際の新古典ポロイダル回転理論の妥当性を評価するため、DIII-D（Luxon 2002 Nucl. Fusion 42 614）における中性粒子ビーム加熱トカマク放電の一連の低トルク（電子サイクロトロン共鳴加熱およびバランス型診断中性粒子ビームパルス）において、局所的な重水素トロイダル回転速度を評価した。径方向力平衡関係を利用することにより、重水素ポロイダル回転を推定することができる。衝突度が高く、イオン反磁性方向であるプラズマでは、重水素ポロイダル流は新古典値よりも大きいことが見出され、また衝突度への依存性は新古典理論が予測するよりも強いことが明らかになった。トロイダル回転が低い場合、径方向電場およびそのシアに対するポロイダル回転の寄与は有意である。ITERパラメータに対して、径方向電場および横断熱輸送に対する異常なポロイダル回転の影響を調査した。