In magnetic fusion plasmas, a significant fraction of the kinetic pressure is contributed by superthermal charged particles produced by auxiliary heating (fast ions and electrons) and fusion reactions(a-particles). Since these energetic particles are often far away from thermal equilibrium due to their non-Maxwellian distribution and steep pressure gradients, the free energy can exciteelectromagnetic instabilities to intensity levels well above the thermal fluctuations. The resultant electromagnetic turbulence could induce large transport of energetic particles, which could reduceheating efficiency, degrade overall plasma confinement, and damage fusion devices. Therefore, understanding and predicting energetic particle confinement properties are critical to the success ofburning plasma experiments such as ITER since the ignition relies on plasma self-heating by a-particles.To promote international exchanges and collaborations on energetic particle physics, the biannual conference series under the auspices of the International Atomic Energy Agency (IAEA) were help in Kyiv(1989), Aspenas (1991), Trieste (1993), Princeton (1995), JET/Abingdon (1997), Naka (1999), Gothenburg (2001), San Diego (2003), Takayama (2005), Kloster Seeon (2007), Kyiv (2009), and Austin (2011).The papers in this special section were presented at the most recent meeting, the 13th IAEA Technical Meeting on Energetic Particles in Magnetic Confinement Systems, which was hosted by the FusionSimulation Center, Peking University, Beijing, China (17–20 September 2013). The program of the meeting consisted of 71 presentations, including 13 invited talks, 26 oral contributed talks, 30 posters,and 2 summary talks, which were selected by the International Advisory Committee (IAC). The IAC members include H. Berk, L.G. Eriksson, A. Fasoli, W. Heidbrink, Ya. Kolesnichenko, Ph. Lauber, Z. Lin,R. Nazikian, S. Pinches, S. Sharapov, K. Shinohara, K. Toi, G. Vlad, and X.T. Ding. The conference program, abstracts of all papers, and slides of oral presentations are available at the conferencewebsite:www.phy.pku.edu.cn/fsc/w18419.jspAs a measure of the breadth in current research activities, a wide range of topics in energetic particle physics were covered in the meeting program, including dynamics of various Alfvén eigenmodes andenergetic particle modes, energetic particle transport, energetic particle effects on magnetohydrodynamic (MHD) modes, runaway electrons, and diagnostics of energetic particles and neutrons. Energeticparticle experiments were reported on tokamaks, stellarators, spherical tori, reversed field pinches, and linear devices. Most of the papers have direct comparisons between experimental data andsimulation results, a very healthy trend in the research of energetic particle physics.As an indication for the depth in current research activities and possible future directions in energetic particle physics, some exciting progress reported at the meeting is highlighted here. The 3Dfields of resonant magnetic perturbations (RMP) for controlling edge localized modes (ELM) are found to drive significant ripple loss of fast ions in DIII-D and ASDEX-U experiments. Similar loss ispredicted for ITER RMP fields in the vacuum approximation. Fortunately, plasma response to RMP fields is found by the simulation to reduce the loss of fast ions and α-particles to a benign level. Theseresults call for more accurate measurements and more reliable modeling of the plasma response to RMP fields in existing tokamak experiments and in future ITER experiments. Interesting progress onenergetic particle transport by Alfvén eigenmodes was made in reduced 1D models based on the critical gradients model, in which energetic particle pressure gradients are relaxed to the local thresholdof Alfvén eigenmode stability. Some experimental support for the critical gradient model was reported in DIII-D off-axis neutral beam injection (NBI) experiments, in which the fast-ion density relaxesto similar profiles for all injection angles. Further verification and validation of these reduced models by existing tokamak experiments and nonlinear simulations are needed.Impressive progress in first-principles simulations of Alfvén eigenmodes and energetic particle transport was prominently featured at the meeting. Rigorous verification and validation have beensuccessfully carried out for global gyrokinetic simulations of Alfvén eigenmodes with kinetic effects of thermal plasmas and non-perturbative contributions by energetic particles. The gyrokineticturbulence simulation provides an indispensable new capability for studying the nonlinear physics of energetic particles and Alfvén eigenmodes by incorporating important physics of radial variationsand toroidal mode coupling. For example, gyrokinetic simulations have found nonlinear oscillations of Alfvén eigenmode amplitude and frequency consistent with experimental observations. With betterunderstanding of linear and nonlinear properties of Alfvén eigenmodes, a fruitful future direction is the self-consistent simulation of energetic particle transport, which requires long timesimulations of nonlinear interactions between multiple Alfvén eigenmodes. A significant step in this direction has been taken by MHD-gyrokinetic hybrid simulations, which have demonstrated that fastion profile is flattened by enhanced transport due to resonance overlaps in multiple interacting Alfvén eigenmodes with realistic amplitudes. A very interesting physics here is that the re-distributionof the energetic particle profile by an initially dominant Alfvén eigenmode leads to the excitation of other Alfvén eigenmodes. The broaden phase space volume for the extraction of free energy can thendrive large fluctuation amplitudes and enhanced energetic particle transport. Some experimental evidences of such indirect interaction of multiple modes through energetic particles were observed inJT-60U and ASDEX-U experiments.Thirteen papers presented at the meeting were reviewed to the usual high standard of Nuclear Fusion and published in this special section. On behalf of the IAC, I would like to thank all participants fortheir contributions to this conference and to thank Nuclear Fusion for publishing this special section. The next meeting of this series will be organized by Simon Pinches and will be held at the IAEAheadquarters in Vienna, in the fall of 2015.
磁気核融合プラズマにおいては、運動圧のかなりの部分が、補助加熱（高速イオンおよび電子）と核融合反応（α粒子）によって生成される超熱荷電粒子によって担われている。これらの高エネルギー粒子は、その非マクスウェル分布と急峻な圧力勾配のために熱平衡から大きく逸脱していることが多く、その自由エネルギーは熱揺動をはるかに超える強度の電磁的不安定性を励起し得る。結果として生じる電磁的乱流は、高エネルギー粒子の大きな輸送を誘発し、加熱効率を低下させ、プラズマ全体の閉じ込めを劣化させ、核融合装置に損傷を与える可能性がある。したがって、高エネルギー粒子の閉じ込め特性を理解し予測することは、点火がα粒子によるプラズマ自己加熱に依存しているITERのような燃焼プラズマ実験の成功にとって極めて重要である。高エネルギー粒子物理学に関する国際的な交流と協力を促進するため、国際原子力機関（IAEA）の後援による隔年会議シリーズが、キエフ（1989年）、アスペナス（1991年）、トリエステ（1993年）、プリンストン（1995年）、JET/アビンドン（1997年）、ナカ（1999年）、ヨーテボリ（2001年）、サンディエゴ（2003年）、高山（2005年）、クロスター・ゼーオン（2007年）、キエフ（2009年）、オースティン（2011年）で開催された。本特集号の論文は、直近の会議である第13回IAEA磁気閉じ込めシステムにおける高エネルギー粒子に関する技術会議（2013年9月17日～20日、中国・北京、北京大学フュージョンシミュレーションセンター主催）で発表されたものである。会議のプログラムは71件の発表で構成され、その内訳は招待講演13件、口頭発表26件、ポスター発表30件、総括講演2件であり、国際諮問委員会（IAC）によって選定された。IACメンバーには、H. Berk、L.G. Eriksson、A. Fasoli、W. Heidbrink、Ya. Kolesnichenko、Ph. Lauber、Z. Lin、R. Nazikian、S. Pinches、S. Sharapov、K. Shinohara、K. Toi、G. Vlad、X.T. Dingが含まれる。会議プログラム、全論文の要旨、口頭発表のスライドは、会議ウェブサイト（www.phy.pku.edu.cn/fsc/w18419.jsp）で入手可能である。現在の研究活動の広がりを示すものとして、会議プログラムでは高エネルギー粒子物理学の幅広いトピックが扱われ、様々なアルヴェン固有モードおよび高エネルギー粒子モードのダイナミクス、高エネルギー粒子輸送、高エネルギー粒子の磁気流体力学（MHD）モードへの影響、逃走電子、高エネルギー粒子および中性子の診断法などが含まれた。高エネルギー粒子実験は、トカマク、ステラレータ、球状トーラス、逆転磁場ピンチ、直線装置で報告された。ほとんどの論文は実験データとシミュレーション結果の直接比較を行っており、これは高エネルギー粒子物理学の研究における非常に健全な傾向である。現在の研究活動の深さと今後の可能な方向性を示すものとして、会議で報告されたいくつかの顕著な進展がここで強調される。端部局在モード（ELM）を制御するための共鳴磁気摂動（RMP）の3次元場は、DIII-DおよびASDEX-U実験において高速イオンの有意なリップル損失を駆動することが見出された。真空近似におけるITERのRMP場についても同様の損失が予測されている。幸いにも、プラズマ応答を含むシミュレーションにより、RMP場は高速イオンおよびα粒子の損失を無害なレベルまで低減することが見出された。これらの結果は、既存のトカマク実験および将来のITER実験において、RMP場に対するプラズマ応答のより正確な測定とより信頼性の高いモデリングを求めるものである。アルヴェン固有モードによる高エネルギー粒子輸送に関しては、臨界勾配モデルに基づく簡約化された1次元モデルにおいて興味深い進展があった。このモデルでは、高エネルギー粒子の圧力勾配がアルヴェン固有モード安定性の局所閾値まで緩和される。臨界勾配モデルに対する実験的裏付けは、DIII-Dのオフ軸中性粒子入射（NBI）実験で報告され、そこでは高速イオン密度が全ての入射角度に対して同様の分布へと緩和することが示された。これらの簡約化モデルのさらなる検証と妥当性確認には、既存のトカマク実験と非線形シミュレーションが必要である。アルヴェン固有モードと高エネルギー粒子輸送の第一原理シミュレーションにおける顕著な進展が、会議で際立って紹介された。熱プラズマの運動論的効果と高エネルギー粒子による非摂動的寄与を含む、アルヴェン固有モードの大域的ジャイロ運動論的シミュレーションに対して、厳密な検証と妥当性確認が成功裏に実施されている。ジャイロ運動論的乱流シミュレーションは、動径方向の変化とトロイダル方向のモード結合という重要な物理を取り込むことにより、高エネルギー粒子とアルヴェン固有モードの非線形物理学を研究するための不可欠な新たな能力を提供する。例えば、ジャイロ運動論的シミュレーションは、実験観測と一致するアルヴェン固有モードの振幅と周波数の非線形振動を見出している。アルヴェン固有モードの線形および非線形特性の理解が深まったことにより、今後の有望な方向性として、複数のアルヴェン固有モード間の非線形相互作用の長時間シミュレーションを必要とする、高エネルギー粒子輸送の自己無撞着シミュレーションが挙げられる。この方向における重要な一歩は、MHD-ジャイロ運動論的ハイブリッドシミュレーションによって達成され、現実的な振幅を持つ複数の相互作用するアルヴェン固有モードにおける共鳴重複により、高速イオン分布が平坦化されることが実証された。ここで非常に興味深い物理は、最初は支配的であったアルヴェン固有モードによる高エネルギー粒子分布の再分配が、他のアルヴェン固有モードの励起につながるというものである。自由エネルギー抽出のための位相空間体積の拡大は、その後、大きな揺動振幅と増強された高エネルギー粒子輸送を駆動し得る。このような複数モードの高エネルギー粒子を介した間接的相互作用の実験的証拠は、JT-60UおよびASDEX-U実験で観測された。会議で発表された13件の論文は、Nuclear Fusion誌の通常の高い水準に従って査読され、本特集号に掲載された。IACを代表して、本会議への貢献に対して全ての参加者に感謝の意を表するとともに、本特集号の出版に対してNuclear Fusion誌に感謝する。本シリーズの次回会議は、Simon Pinchesの主催により、2015年秋にIAEA本部で開催される予定である。