Neo-classical tokamak plasma theory predicts poloidal rotation driven by the temperature gradient of a few km s−1. In conventional aspect-ratio tokamak plasmas, e.g. on JET and DIII-D, apparent poloidal velocities considerably in excess of the neo-classical values have been measured, particularly in the presence of internal transport barriers, by means of charge-exchange recombination spectroscopy (CXRS) on the fully ionized C6+ impurity ions. Comparison between such measurements and theoretical predictions requires careful corrections to be made for apparent 'pseudo' velocities, which can arise from the finite lifetime of the excited atoms in the magnetized plasma and the energy dependence of the charge-exchange excitation process. In present day spherical tokamak plasmas this correction is an order of magnitude smaller than on large conventional tokamaks, which operate at higher temperature and magnetic field, hence reducing any associated systematic uncertainties. On MAST measurements of toroidal and poloidal flows of the C6+ impurities are available from high-resolution Doppler CXRS measurements, including appropriate corrections for the pseudo-velocities. Comparison of the measured C6+ velocities with neo-classical theory requires calculation of the impurity flow, which differs from that of the bulk ions due to the respective diamagnetic contributions for each species and inter-species friction forces. Comparisons are made with the predictions of a recent neo-classical theory (Newton 2007 Collisional transport in a low collisionality plasma with strong rotation PhD Thesis University of Bristol, Newton and Helander 2006 Phys. Plasmas13 102505), which calculates the full neo-classical transport matrix for bulk ions and a single impurity species for a strongly rotating plasma, as well as those of a simpler neo-classical theory (Kim et al 1991 Phys. Fluids B 3 2050–9) for an impure plasma and the NCLASS code (Houlberg et al 1997 Phys. Plasmas4 3230–42). Initial results for both L- and H-mode plasmas show that, within the measurement uncertainties, the measured poloidal rotation of the core plasma is consistent with the neo-classical predictions.
新古典トカマクプラズマ理論は、数km s⁻¹の温度勾配によって駆動されるポロイダル回転を予測する。従来のアスペクト比を持つトカマクプラズマ、例えばJETやDIII-Dでは、完全電離したC6+不純物イオンに対する電荷交換再結合分光法（CXRS）を用いた測定により、特に内部輸送障壁の存在下で、新古典理論の予測値を大幅に超えるポロイダル速度が観測されている。このような測定結果と理論予測の比較には、励起原子の有限寿命と電荷交換励起過程のエネルギー依存性に起因する見かけ上の「擬似速度」に対する補正を慎重に行う必要がある。現在の球状トカマクプラズマでは、この補正は従来の大型トカマクに比べて一桁小さく、これはより低い温度と磁場で運転されるためであり、それに伴う系統的不確かさも低減される。MASTにおけるC6+不純物のトロイダルおよびポロイダル流の測定は、高分解能ドップラーCXRS測定から得られており、擬似速度に対する適切な補正が適用されている。測定されたC6+速度と新古典理論の比較には、各粒子種の反磁性寄与と種間摩擦力によりバルクイオンとは異なる不純物流の計算が必要である。比較は、強回転プラズマ中のバルクイオンと単一不純物種に対する完全な新古典輸送行列を計算する最近の新古典理論（Newton 2007 Collisional transport in a low collisionality plasma with strong rotation PhD Thesis, Newton and Helander 2006 Phys. Plasmas 13 102505）、および不純物を含むプラズマに対するより単純な新古典理論（Kim et al 1991 Phys. Fluids B 3 2050–9）とNCLASSコード（Houlberg et al 1997 Phys. Plasmas 4 3230–42）の予測に対して行われた。LモードおよびHモードプラズマの両方に対する初期結果は、測定不確かさの範囲内で、コアプラズマの測定ポロイダル回転が新古典理論の予測と一致することを示している。