Recent progress in experimental and theoretical studies of edge localized mode (ELM) physics is reviewed for the reactor relevant plasma regimes, namely the high confinement regimes, that is, H-modes and advanced scenarios.Theoretical approaches to ELM physics, from a linear ideal magnetohydrodynamic (MHD) stability analysis to non-linear transport models with ELMs are discussed with respect to experimental observations, in particular the fast collapse of pedestal pressure profiles, magnetic measurements and scrape-off layer transport during ELMs.High confinement regimes with different types of ELMs are addressed in this paper in the context of development of operational scenarios for ITER. The key parameters that have been identified at present to reduce the energy losses in Type I ELMs are operation at high density, high edge magnetic shear and high triangularity. However, according to the present experimental scaling for the energy losses in Type I ELMs, the extrapolation of such regimes for ITER leads to unacceptably large heat loads on the divertor target plates exceeding the material limits. High confinement H-mode scenarios at high triangularity and high density with small ELMs (Type II), mixed regimes (Type II and Type I) and combined advanced regimes at high βp are discussed for present-day tokamaks. The optimum combination of high confinement and small MHD activity at the edge in Type II ELM scenarios is of interest to ITER. However, to date, these regimes have been achieved in a rather narrow operational window and far from ITER parameters in terms of collisionality, edge safety factor and βp.The compatibility of the alternative internal transport barrier (ITB) scenario with edge pedestal formation and ELMs is also addressed. Edge physics issues related to the possible combination of small benign ELMs (Type III, Type II ELMs, quiescent double barrier) and high performance ITBs are discussed for present-day experiments (JET, JT-60U, DIII-D) in terms of their relevance for ITER. Successful plasma edge control, at high triangularity (∼0.5) and high density (∼0.7nGR), in ITB scenarios in JET is reported.Active control of ELMs by edge current, pellet injection, impurities and external magnetic perturbations creating an ergodic zone localized at the separatrix are discussed for present-day experiments and from the perspective of future reactors.
近年における周辺局在モード（ELM）物理の実験的・理論的研究の進展を、炉心関連プラズマ領域、すなわち高閉じ込め領域（Hモード）および先進シナリオについて概説する。ELM物理に対する理論的アプローチとして、線形理想磁気流体力学（MHD）安定性解析から、ELMを含む非線形輸送モデルまでを、実験観測、特にペデスタル圧力分布の急速な崩壊、スクレープオフ層における磁気測定および輸送との関連で議論する。 本論文では、異なるタイプのELMを伴う高閉じ込めモードを、ITERの運転シナリオ開発の観点から取り上げる。現在、Type I ELMにおけるエネルギー損失を低減するための主要パラメータとして、高密度運転、高周辺磁気シア、高三角形度が特定されている。しかしながら、Type I ELMのエネルギー損失に関する現在の実験スケーリングに基づけば、そのような運転領域をITERへ外挿すると、ダイバータ標的板への熱負荷が材料の許容限界を超えるほどに大きくなることが予測される。 高三角形度・高密度条件下での小型ELM（Type II）を伴う高閉じ込めHモードシナリオ、Type IIとType Iの混合領域、および高βpでの先進閉じ込めシナリオについて、現在のトカマク装置での検討結果を議論する。Type II ELMシナリオにおける高閉じ込め性能と周辺部での小さなMHD活動の最適な組み合わせは、ITERにとって関心が高い。しかしながら、現在までのところ、これらの運転領域は、衝突度、周辺安全係数、βpに関してITERパラメータからは遠く、かなり狭い運転窓内でのみ実現されている。 さらに、内部輸送障壁（ITB）シナリオと周辺ペデスタル形成およびELMとの両立性についても議論する。小型で benign なELM（Type III、Type II ELM、静的ダブルバリア）と高性能ITBの可能な組み合わせに関連する周辺物理の課題を、現在の実験装置（JET、JT-60U、DIII-D）における結果に基づいて、ITERへの関連性の観点から考察する。JETにおけるITBシナリオでは、高三角形度（∼0.5）かつ高密度（∼0.7nGR）でのプラズマ周辺部の制御に成功している。 ELMの能動制御手法として、周辺電流駆動、ペレット入射、不純物注入、およびセパラトリックス近傍に局在したエルゴディック領域を生成する外部摂動磁場について、現在の実験装置での結果と将来の核融合炉への展望を議論する。