A tokamak plasma rotating poloidally at speeds in excess of the poloidal sound speed is studied. The study is motivated by the propositions that shear in the rotation could suppress turbulence and improve confinement and that the poloidal sound speed is the critical speed to exceed for flow profiles distributed over the entire minor radius. For such rapidly rotating plasma regimes, the Grad-Shafranov equation is examined, the damping rate of the rotation is calculated, particle orbits are investigated, and a heuristic MHD stability study is done. It is found that for rotation speeds exceeding the poloidal sound speed but less than the poloidal Alfven speed no deleterious effects can be expected from the rapid rotation as regards equilibrium or MHD stability. The damping rate of poloidal rotation is shown to fall off over the peak rate, in all collisionality regimes, as up-2. This feature makes more efficacious the external driving of such poloidal flow and allows favourable extrapolation to reactor relevant regimes. Finally, it is shown that the fraction of trapped ions is significantly depleted in this regime, suggesting a reduction in the neoclassical heat transport as well
トカマクプラズマのポロイダル回転が、ポロイダル音速を超える速度で研究されている。この研究の動機は、回転のシアが乱流を抑制し閉じ込めを改善し得るという命題と、ポロイダル音速が、プラズマ全体に分布する流れプロファイルにとって超えるべき臨界速度であるという命題にある。このような高速回転プラズマ領域について、グレード・シャフラノフ方程式が考察され、回転の減衰率が計算され、粒子軌道が調査され、ヒューリスティックなMHD安定性研究が行われている。ポロイダル音速を超えるがポロイダル・アルフヴェン速度未満の回転速度では、平衡またはMHD安定性に関して回転による有害な影響は期待されないことが見出された。ポロイダル回転の減衰率は、すべての衝突領域において、ピーク値からup-2として減少することが示されている。この特徴により、このようなポロイダル流の外部駆動がより効果的となり、炉心関連領域への好ましい外挿が可能となる。最後に、この領域では捕捉イオンの割合が有意に減少することが示され、新古典熱輸送の低減が示唆される。