The Large Helical Device (LHD) achieves high-performance plasma confinement by the coordination of the magnetic surface region and the chaotic field line layer. It is theoretically and experimentally shown that drift surfaces exist for highly energetic particles being extended over the last closed flux surface (LCFS) in the LHD. These particles are considered lost particles due to the loss-cone in the previous theories, where the analyses are limited inside the LCFS. The present theory predicts that the loss-cone is strongly reduced in the LHD and that highly energetic particles confined over the LCFS exist. These are consistent with the LHD experimental results in both the ICRF heating experiments and the low magnetic field neutral beam injection heating experiments. From particle orbit analyses and studies on the connection length of diverter field lines, it is also shown that plasma can exist in the chaotic field line layer located outside the LCFS in the LHD. The plasma in the chaotic field line layer is clearly detected by CCD-cameras in the LHD experiment. This ambient plasma might be expected to play the role of a kind of impregnable barrier for the core plasma, which suppresses both the MHD instabilities and the cooling of the core plasma due to charge exchange processes. The line-tying effects of diverter field lines that are slipped out from the chaotic field line layer can also stabilize the ballooning mode and the vertical displacement events of the plasma column.
大型ヘリカル装置（LHD）は、磁気面領域とカオス磁力線層の協調により、高性能プラズマ閉じ込めを達成する。LHDにおいて、最終閉鎖磁気面（LCFS）を越えて広がる高エネルギー粒子に対するドリフト面が存在することが、理論的かつ実験的に示されている。これらの粒子は、従来の理論では解析がLCFS内部に限定されていたため、損失円錐による損失粒子と見なされていた。本理論は、LHDにおいて損失円錐が大幅に低減され、LCFSを越えて閉じ込められる高エネルギー粒子が存在することを予測する。これは、ICRF加熱実験および低磁場中性粒子ビーム入射加熱実験の両方におけるLHDの実験結果と一致する。粒子軌道解析およびダイバータ磁力線の連結長に関する研究から、LHDのLCFS外側に位置するカオス磁力線層においてもプラズマが存在し得ることが示される。このカオス磁力線層内のプラズマは、LHD実験においてCCDカメラにより明確に検出されている。この周辺プラズマは、電荷交換過程によるコアプラズマの冷却およびMHD不安定性の両方を抑制する、一種の難攻不落の障壁として機能することが期待される。カオス磁力線層から漏出するダイバータ磁力線のラインタイイング効果は、プラズマ柱のバルーニングモードおよび垂直変位事象を安定化させることができる。