非熱平衡等離子體發(fā)生向平衡態(tài)過渡的過程可以分為弛豫過程和輸運(yùn)過程。前一種描述了一個(gè)由非熱平衡速度分布到熱平衡麥克斯韋分布的轉(zhuǎn)變，后一種描述了一個(gè)穩(wěn)定的非熱平衡狀態(tài)，即空間流動(dòng)中的物質(zhì)、動(dòng)量和能量等。
弛豫過程通常用不同的弛豫時(shí)間來描述，基本原理就是帶電粒子之間的碰撞。帶電粒子之間的作用力是長(zhǎng)時(shí)間的庫(kù)侖力，一個(gè)粒子能夠同時(shí)與德拜長(zhǎng)范圍內(nèi)的多個(gè)粒子作用，并且它們之間能夠產(chǎn)生近碰撞(兩個(gè)粒子的近距離碰撞)和遠(yuǎn)碰撞(一個(gè)粒子與遠(yuǎn)距離的多個(gè)粒子碰撞)。在等離子體中帶電粒子的碰撞有一個(gè)特征，即遠(yuǎn)碰撞的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于近碰撞。沖突發(fā)生的時(shí)間和平均自由程l主要取決于遠(yuǎn)沖突。
對(duì)高溫等離子體來說，有三個(gè)重要弛豫時(shí)間：縱向減速時(shí)間、橫向偏轉(zhuǎn)時(shí)間、能量均化時(shí)間t^。電子與離子的弛豫時(shí)間是不同的。一種開始是非熱平衡的等離子體，經(jīng)過碰撞后，電子將先達(dá)到熱平衡，爾后則達(dá)到熱平衡，達(dá)到電子與離子間的熱平衡。
電導(dǎo)率、滲透率、粘滯率和熱導(dǎo)率是等離子體輸運(yùn)過程中的重要參數(shù)。特征之一是雙極性擴(kuò)散。比如電子擴(kuò)散，電子與離子之間的靜電能量使離子隨著一起擴(kuò)散，結(jié)果電子擴(kuò)散變慢，離子擴(kuò)散變快，兩者以相同的速度擴(kuò)散，即所謂雙極性擴(kuò)散。另外，等離子體處于磁場(chǎng)中，沿磁場(chǎng)的輸運(yùn)基本上不受磁場(chǎng)的影響，而橫越磁場(chǎng)的輸運(yùn)則被磁場(chǎng)所阻隔。
環(huán)磁場(chǎng)中的高溫稀薄等離子體，由于磁場(chǎng)梯度引起的漂移，會(huì)使約束粒子的軌道發(fā)生變化，從而增大遷移自由程，從而大大提高輸運(yùn)系數(shù)。通過對(duì)這一磁場(chǎng)位形的分析，得到了輸運(yùn)理論，稱為新經(jīng)典理論，它仍然是一種碰撞理論。這一理論對(duì)于受控?zé)岷司圩兊难芯烤哂兄匾饬x，它可以在一定程度上解釋環(huán)形裝置中觀測(cè)到的較大的離子熱導(dǎo)率。
在托卡馬克等人的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，電子熱導(dǎo)等一些傳輸系數(shù)比新經(jīng)典理論的結(jié)果要大得多。對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)和慣性約束聚變，我們發(fā)現(xiàn)遷移系數(shù)比經(jīng)典理論的結(jié)果要小得多。任何一個(gè)碰撞理論都不能解釋的輸運(yùn)現(xiàn)象稱為反常輸運(yùn)。24831