In this paper, the theory of collisional and turbulent transport of impurities in tokamak plasmas is reviewed. The results are presented with the aim of providing at the same time a historical reconstruction of the scientific progress and a complete description of the present theoretical knowledge, with a hopefully sufficiently complete reference to the works which have been published in the field in the last decades. After a general introduction on the physics challenges offered by the problem of impurity transport and their relevance for practical nuclear fusion energy, the theory of collisional transport is presented. Here a specific section is also dedicated to the transport parallel to the magnetic field lines. A complete review of the transport mechanisms produced by turbulence follows. The corresponding comparisons between theoretical predictions and experimental observations are also presented, highlighting the influence that the validation activities had in motivating further theoretical investigations. The paper is completed by a section on the direct interactions between collisional and turbulent transport and by a final specific review dedicated to the progress in the theory–based modelling activities. In the writing of this review paper, the main goal has been to combine readability with completeness and scientific rigour, providing a comprehensive list of references for deeper documentation on specific aspects.
本論文では、トカマクプラズマにおける不純物の衝突輸送および乱流輸送の理論について概説する。本結果は、科学的進歩の歴史的再構築と、現在の理論的知識の完全な記述の両方を同時に提供することを目的として提示されるものであり、過去数十年間に当該分野で発表された文献への、可能な限り完全な参照情報も併せて提供する。不純物輸送の問題が提起する物理学的課題と、実用的核融合エネルギーにおけるその重要性についての一般的な序論に続き、衝突輸送の理論を提示する。ここでは、磁力線に平行な輸送に特化した節も設けている。続いて、乱流によって生じる輸送機構の完全な概説を行う。また、理論的予測と実験的観測の対応関係についての比較も提示し、検証活動がさらなる理論的研究を動機付ける上で果たした影響を強調する。本論文は、衝突輸送と乱流輸送の直接的な相互作用に関する節と、理論に基づくモデリング活動の進展に特化した最終的な概説によって締めくくられる。本概説論文の執筆においては、読みやすさと完全性および科学的厳密性を兼ね備えることを主な目標とし、特定の側面に関するより深い文献調査のための包括的な参考文献リストを提供する。