Poloidal and toroidal rotation of the fuel ions (He2+) and the impurity ions (C6+ and B5+) in H-mode helium plasmas have been investigated in the DIII-D tokamak by means of charge exchange recombination spectroscopy, resulting in the discovery that the fuel ion poloidal rotation is in the ion diamagnetic drift direction while the impurity ion rotation is in the electron diamagnetic drift direction. The radial electric field obtained from radial force balance analysis of the measured pressure gradients and rotation velocities is shown to be the same regardless of which ion species is used and therefore is a more fundamental parameter than the rotation flows in studying H-mode phenomena. It is shown that the three contributions to the radial electric field (diamagnetic, poloidal rotation, and toroidal rotation terms) are comparable and consequently the poloidal flow does not solely represent the E*B flow. In the high-shear edge region, the density scale length is comparable to the ion poloidal gyroradius, and thus neoclassical theory is not valid there. In view of this new discovery that the fuel and impurity ions rotate in opposite sense, L-H transition theories based on the poloidal rotation may require improvement.
ポロイダルおよびトロイダル回転は、DIII-DトカマクにおけるHモードヘリウムプラズマ中の燃料イオン（He2+）および不純物イオン（C6+およびB5+）について、荷電交換分光法を用いて調査された。その結果、燃料イオンのポロイダル回転はイオン反磁性ドリフト方向であるのに対し、不純物イオンの回転は電子反磁性ドリフト方向であることが明らかになった。測定された圧力勾配および回転速度勾配から動径力平衡解析により得られた動径電場は、使用したイオン種によらず同一であることが示され、したがってHモード現象の研究において回転流よりも基本的なパラメータであることが示された。動径電場への3つの寄与（反磁性項、ポロイダル回転項、トロイダル回転項）は同程度であり、その結果、ポロイダル流はE×B流のみを表すわけではないことが示された。高シアー境界領域では、密度スケール長はイオンポロイダルジャイロ半径と同程度であり、したがって新古典理論はそこでは有効ではない。燃料イオンと不純物イオンが逆方向に回転するというこの新たな発見に鑑み、ポロイダル回転に基づくL-H遷移理論は改良を要する可能性がある。