The ITER Physics Basis presents and evaluates the physics rules andmethodologies for plasma performance projections, which provide the basis for thedesign of a tokamak burning plasma device whose goal is to demonstrate the scientificand technological feasibility of fusion energy for peaceful purposes. This Chaptersummarizes the physics basis for burning plasma projections, which is developed indetail by the ITER Physics Expert Groups in subsequent chapters. To set context, thedesign guidelines and requirements established in the report of ITER Special WorkingGroup 1 are presented, as are the specifics of the tokamak design developed in theFinal Design Report of the ITER Engineering Design Activities, which exemplifiesburning tokamak plasma experiments. The behaviour of a tokamak plasma is determined bythe interaction of many diverse physics processes, all of which bear on projectionsfor both a burning plasma experiment and an eventual tokamak reactor. Key processessummarized here are energy and particle confinement and the H-mode power threshold;MHD stability, including pressure and density limits, neoclassical islands, errorfields, disruptions, sawteeth, and ELMs; power and particle exhaust, involvingdivertor power dispersal, helium exhaust, fuelling and density control, H-mode edgetransition region, erosion of plasma facing components, tritium retention; energeticparticle physics; auxiliary power physics; and the physics of plasma diagnostics.Summaries of projection methodologies, together with estimates of their attendantuncertainties, are presented in each of these areas. Since each physics element hasits own scaling properties, an integrated experimental demonstration of the balancebetween the combined processes which obtains in a reactor plasma is inaccessible tocontemporary experimental facilities: it requires a reactor scale device. It isargued, moreover, that a burning plasma experiment can be sufficiently flexible topermit operation in a steady state mode, with non-inductive plasma current drive, aswell as in a pulsed mode where current is inductively driven. Overall, the ITERPhysics Basis can support a range of candidate designs for a tokamak burning plasmafacility. For each design, there will remain a significant uncertainty in theprojected performance, but the projection methodologies outlined here do suffice tospecify the major parameters of such a facility and form the basis for assuring thatits phased operation will return sufficient information to design a prototypecommercial fusion power reactor, thus fulfilling the goal of the ITER project.
ITER物理基盤は、トカマク型核融合燃焼装置の設計の基礎を提供するプラズマ性能予測のための物理法則と方法論を提示し、評価する。本章は、核融合エネルギーの平和的利用の科学的・技術的実現可能性を実証することを目的とする。本章は、燃焼プラズマ予測のための物理基盤を要約したものであり、その詳細は、続く各章においてITER物理専門家グループによって展開される。背景を設定するため、ITER特別作業グループ1の報告書で確立された設計指針と要件が提示され、ITER工学設計活動の最終設計報告書で開発されたトカマク設計の詳細も示される。これらは、燃焼トカマクプラズマ実験の具体例を提供するものである。トカマクプラズマの挙動は、多様な物理過程の相互作用によって決定され、そのすべてが燃焼プラズマ実験および将来のトカマク型炉の両方の予測に関係する。ここで要約される主要な過程は、エネルギー閉じ込めと粒子閉じ込め、Hモード出力閾値、MHD安定性（圧力限界と密度限界、新古典テアリングモード、誤差磁場、ディスラプション、サドルティースを含む）、出力と粒子の排気（ダイバータ熱負荷分散、ヘリウム排気、燃料供給と密度制御、Hモード遷移領域、プラズマ対向材料の損耗、トリチウム保持を含む）、高エネルギー粒子物理、追加加热物理、およびプラズマ診断物理である。予測方法論の要約と、それに伴う不確実性の評価が、これらの各分野について提示される。各物理要素は独自のスケーリング特性を持つため、実機の炉心プラズマで成立する複合過程のバランスの統合的な実験的実証は、現在の実験装置では不可能である。それには炉規模の装置が必要である。さらに、燃焼プラズマ実験は、非誘導電流駆動による定常運転モードと、誘導電流駆動によるパルス運転モードの両方で運転できる十分な柔軟性を備えるべきであることが論じられる。全体として、ITER物理基盤は、トカマク型燃焼プラズマ装置の多様な候補設計を支持することができる。各設計について、性能予測には有意な不確実性が残るが、ここで概説する予測方法論は、そのような装置の主要パラメータを特定するには十分であり、段階的な運転が原型商業用核融合炉の設計に必要な情報をもたらすという保証の基礎を形成する。これにより、ITER計画の目標が達成されるのである。