Variational theory of collisional transport for a toroidal axisymmetric plasma in the weakly collisional regime

Summary

A variational theory is developed for the study of collisional transport in a multispecies plasma immersed in a toroidal and axisymmetric equilibrium magnetic field. The approach is based on a perturbative expansion in terms of an appropriate admimensional parameter which characterizes the inhomogeneities of the equilibrium magnetic field. Main purposes of the paper are to set up a general mathematical formalism for a plasma in the weakly collisional regime and to determine an interpolation formula for the leading-order neoclassical transport coefficients.

Riassunto

Nel lavoro si sviluppa una teoria variazionale del trasporto collisionale in un plasma a piú specie immerso in una configurazione magnetica toroidale ed assisimmetrica di equilibrio. Il metodo adottato si basa su uno sviluppo perturbativo in termini di un opportuno parametro adimensionale che caratterizza le inomogeneità del campo magnetico. Scopi principali del lavoro sono lo sviluppo di un formalismo matematico generale per un plasma debolmente collisionale e la determinazione di una formula d’interpolazione per i contributi di ordine piú basso ai coefficienti di trasporto neoclassici.

Резюме

Развивается вариационная теория для исследования столкновительного переноса в многокомпонентной плазме, помещенной в тороидальном осесимметрическом равновесном магнитном поле. Предложенный подход основан на пертурбационном разложении по соответствующему параметру, который характеризует неоднородности равновесного магнитного поля. Главные цели этой статьи—установить общий математический формализм для плазмы в слабо столкновительном режиме и определить интерполяционную формулу для коэффициентов неоклассического переноса в старшем порядке теории возмущений.