The area of energetic particle (EP) physics in fusion research has been actively and extensively researched in recent decades. The progress achieved in advancing and understanding EP physics has been substantial since the last comprehensive review on this topic by Heidbrink and Sadler (1994 Nucl. Fusion34 535). That review coincided with the start of deuterium–tritium (DT) experiments on the Tokamak Fusion Test Reactor (TFTR) and full scale fusion alphas physics studies.Fusion research in recent years has been influenced by EP physics in many ways including the limitations imposed by the 'sea' of Alfvén eigenmodes (AEs), in particular by the toroidicity-induced AE (TAE) modes and reversed shear AEs (RSAEs). In the present paper we attempt a broad review of the progress that has been made in EP physics in tokamaks and spherical tori since the first DT experiments on TFTR and JET (Joint European Torus), including stellarator/helical devices. Introductory discussions on the basic ingredients of EP physics, i.e., particle orbits in STs, fundamental diagnostic techniques of EPs and instabilities, wave particle resonances and others, are given to help understanding of the advanced topics of EP physics. At the end we cover important and interesting physics issues related to the burning plasma experiments such as ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).
核融合研究における高エネルギー粒子（EP）物理学の分野は、ここ数十年にわたり活発に研究され、大きな進展を遂げてきた。このテーマに関するHeidbrinkとSadlerによる前回の包括的レビュー（1994 Nucl. Fusion 34 535）以降、EP物理学の理解と発展において実質的な進歩が達成された。そのレビューは、トカマク核融合試験炉（TFTR）における重水素-トリチウム（DT）実験と、本格的な核融合アルファ粒子物理学研究の開始と時期を同じくするものであった。近年の核融合研究は、アルヴェン固有モード（AE）の「海」によって課される制約、特にトロイダル性誘起AE（TAE）モードと逆シアAE（RSAE）によって、EP物理学から多大な影響を受けてきた。本論文では、TFTRおよびJET（共同欧州トーラス）における最初のDT実験以降、ステラレーター/ヘリカル装置も含めたトカマクおよび球状トーラス（ST）におけるEP物理学の進展について、包括的なレビューを試みる。EP物理学の基礎的要素、すなわちSTにおける粒子軌道、EPおよび不安定性の基本的な診断技術、波動-粒子共鳴などに関する入門的議論は、EP物理学の先進的トピックの理解を助けるために提供される。最後に、ITER（国際熱核融合実験炉）などの燃焼プラズマ実験に関連する重要かつ興味深い物理的課題を扱う。