The influence of rotation, collisionality and trapped particle fraction on the magnitude and direction of neoclassical impurity transport in tokamaks is analyzed using an extensive database of drift-kinetic simulations with the NEO code. It is shown that an operational window opens at sufficiently high Mach number and low collisionality, where the magnitude of the temperature screening of impurities increases with higher rotation. If the collisionality increases, this effect is quickly lost and the temperature gradient then drives an inward impurity flux when rotation is present. The boundary between these two regimes is calculated as a function of the trapped particle fraction, and it is shown that plasma parameters achieved in recent JET experiments allow them to access the new beneficial regime, in accordance with observations of reduced tungsten accumulation. Applications to ASDEX Upgrade experiments where these effects become relevant are also presented, and the implications for ITER are discussed. A method for extracting the physically distinct Pfirsch–Schlüter (PS) and banana-plateau (BP) neoclassical flux components from the NEO output is introduced and employed to construct a model that describes them analytically at arbitrary rotation and collisionality. The beneficial behavior of the screening with rotation is found to be a BP effect, in contrast to the known detrimental role of rotation in the PS component. The new analytical model is able to reproduce the results of NEO when modeling radial profiles of transport coefficients from experimental kinetic profiles, with the added feature of isolating the BP and PS components for additional physical analysis, while remaining well suited for fast applications.
トカマクにおける新古典的不純物輸送の大きさと方向に対する回転、衝突頻度、および捕捉粒子割合の影響を、NEOコードを用いた大規模なドリフト運動論的シミュレーションのデータベースを用いて解析する。十分に高いマッハ数と低い衝突頻度において運転窓が開かれ、そこでは不純物の温度スクリーニングの大きさがより高い回転とともに増大することが示される。衝突頻度が増加すると、この効果は急速に失われ、回転が存在する場合には温度勾配が内向きの不純物フラックスを駆動する。これら二つの領域の境界は捕捉粒子割合の関数として計算され、最近のJET実験で達成されたプラズマパラメータにより、タングステン不純物蓄積の低減という観測と一致して、この新たな有益な領域へのアクセスが可能になることが示される。これらの効果が重要となるASDEX Upgrade実験への応用も提示され、ITERへの影響についても議論される。物理的に異なるプフィルシュ・シュリューター（PS）成分とバナナ・プラトー（BP）成分の新古典フラックス成分をNEO出力から抽出する方法が導入され、任意の回転および衝突頻度においてそれらを解析的に記述するモデルを構築するために用いられる。回転によるスクリーニングの有益な挙動はBP効果であることが見出され、これはPS成分における回転の既知の有害な役割とは対照的である。新しい解析モデルは、実験的な運動論プロファイルから輸送係数の動径プロファイルをモデル化する際にNEOの結果を再現することができ、さらにBP成分とPS成分を分離して追加の物理解析を行う機能を備えつつ、高速な応用にも適したままである。