電子熱輸送

電子熱輸送とは、磁場閉じ込めプラズマ中で電子が持つ熱エネルギーが半径方向にどのように運ばれるかを指す、核融合プラズマ物理学の中心概念である。電子はイオンに比べて軽く、熱容量と熱伝導の両面でプラズマのエネルギー収配を支配するため、電子の熱拡散率 χe をどう決定し、どう制御するかは閉じ込め性能を左右する。図は、電子熱流束を時間平均して評価する解析の概念図であり、平均熱流束 q_e,mean とバースト成分・背景成分への分解を示すもので、本項で扱う「局所拡散的輸送」と「非局所的・間欠的輸送」の対比をよく象徴している。

定義と物理的設定

磁場閉じ込めプラズマでは、電子は磁力線に沿って高速で動く一方、磁力線を横切る方向の動きは小さなラーモア半径と磁面の性質に強く制約される。古典的には、粒子の衝突による横方向のランダムウォークと、閉じ込め面を横切る磁面のわずかな乱れ（新古典輸送）が熱輸送を担うと考えられてきた。しかし実験で得られる電子温度分布は、新古典理論の予測を大きく上回る熱流束を示すことが多く、これが「異常輸送」と呼ばれてきた。現在では、この異常輸送の主因は微視的乱流、すなわち電子温度勾配や捕獲電子（）の存在によって駆動される型の不安定であると理解されている。