One of the main problems in tokamak fusion devices concerns the capability to operate at a high plasma density, which is observed to be limited by the appearance of catastrophic events causing loss of plasma confinement. The commonly used empirical scaling law for the density limit is the Greenwald limit, predicting that the maximum achievable line-averaged density along a central chord depends only on the average plasma current density. However, the Greenwald density limit has been exceeded in tokamak experiments in the case of peaked density profiles, indicating that the edge density is the real parameter responsible for the density limit. Recently, it has been shown on the Frascati Tokamak Upgrade (FTU) that the Greenwald density limit is exceeded in gas-fuelled discharges with a high value of the edge safety factor. In order to understand this behaviour, dedicated density limit experiments were performed on FTU, in which the high density domain was explored in a wide range of values of plasma current (Ip = 500–900 kA) and toroidal magnetic field (BT = 4–8 T). These experiments confirm the edge nature of the density limit, as a Greenwald-like scaling holds for the maximum achievable line-averaged density along a peripheral chord passing at r/a ≃ 4/5. On the other hand, the maximum achievable line-averaged density along a central chord does not depend on the average plasma current density and essentially depends on the toroidal magnetic field only. This behaviour is explained in terms of density profile peaking in the high density domain, with a peaking factor at the disruption depending on the edge safety factor. The possibility that the MARFE (multifaced asymmetric radiation from the edge) phenomenon is the cause of the peaking has been considered, with the MARFE believed to form a channel for the penetration of the neutral particles into deeper layers of the plasma. Finally, the magnetohydrodynamic (MHD) analysis has shown that also the central line-averaged density at the onset of the MHD activity depends only on the toroidal magnetic field.
トカマク核融合装置における主要な問題の一つは、高プラズマ密度で運転する能力に関するものであり、これはプラズマ閉じ込めの喪失を引き起こす壊滅的な事象の出現によって制限されることが観測されている。密度限界に関する一般的に用いられる経験則はグリーンワルド限界であり、中心弦に沿って達成可能な最大の線平均密度は平均プラズマ電流密度のみに依存すると予測する。しかしながら、グリーンワルド密度限界は、密度分布が尖った場合にはトカマク実験において超えられており、密度限界の原因となる実際のパラメータは端部密度であることを示している。最近、フラスカティ・トカマク・アップグレード（FTU）において、端部安全係数が高いガス燃料供給放電でグリーンワルド密度限界が超えられることが示された。この挙動を理解するために、FTUで専用の密度限界実験が行われ、高密度領域が広範囲のプラズマ電流（Ip = 500–900 kA）およびトロイダル磁場（BT = 4–8 T）の値にわたって探査された。これらの実験は、r/a ≃ 4/5 を通る周辺弦に沿って達成可能な最大の線平均密度に対してグリーンワルド類似のスケーリングが成り立つため、密度限界の端部性を確認する。一方、中心弦に沿って達成可能な最大の線平均密度は平均プラズマ電流密度に依存せず、本質的にトロイダル磁場のみに依存する。この挙動は、高密度領域における密度分布の尖りによって説明され、ディスラプション時のピーキング係数は端部安全係数に依存する。MARFE（多面非対称端部放射）現象がピーキングの原因である可能性が考慮されており、MARFEは中性粒子のより深いプラズマ層への浸透のためのチャネルを形成すると考えられている。最後に、磁気流体力学（MHD）解析により、MHD活動の開始時の中心線平均密度もトロイダル磁場のみに依存することが示された。