While the results of early work on the density limit in tokamaks from the ORMAK and DITE groups have been useful over the years, results from recent experiments and the requirements for extrapolation to future experiments have prompted a new look at this subject. There are many physical processes which limit the attainable densities in tokamak plasmas. These processes include: (1) radiation from low Z impurities, convection, charge exchange and other losses at the plasma edge; (2) radiation from low or high Z impurities in the plasma core; (3) deterioration of particle confinement in the plasma core; and (4) inadequate fuelling, often exacerbated by strong pumping by walls, limiters or divertors. Depending upon the circumstances, any of these processes may dominate and determine a density limit. In general, these mechanisms do not show the same dependence on plasma parameters. The multiplicity of processes leading to density limits with a variety of scaling has led to some confusion when comparing density limits for different machines. The authors attempt to sort out the various limits and to extend the scaling law for one of them to include the important effects of plasma shaping, i.e. ;e = k, where ne is the line average electron density (1020 m−3), κ is the plasma elongation and (MA·m−2) is the average plasma current density, defined as the total current divided by the plasma cross-sectional area. In a sense, this is the most important density limit since, together with the q-limit, it yields the maximum operating density for a tokamak plasma. It is shown that this limit may be caused by a dramatic deterioration in core particle confinement occurring as the density limit boundary is approached. This mechanism can help explain the disruptions and Marfes that are associated with the density limit.
これまでのトカマクにおける密度限界に関する初期の研究結果（ORMAKおよびDITEグループによるもの）は長年にわたり有用であったが、最近の実験結果と将来の装置への外挿に対する要求から、このテーマを新たに見直す必要が生じている。トカマクプラズマにおいて達成可能な密度を制限する物理過程は多数存在する。これらの過程には以下のものがある：(1) 低Z不純物からの放射、対流、電荷交換、およびプラズマ端部におけるその他の損失；(2) プラズマコアにおける低Zまたは高Z不純物からの放射；(3) プラズマコアにおける粒子閉じ込めの劣化；および (4) 壁、リミター、またはダイバータによる強い排気によってしばしば悪化する燃料供給の不足。状況に応じて、これらの過程のいずれかが支配的となり、密度限界を決定し得る。一般に、これらのメカニズムはプラズマパラメータに対して同じ依存性を示すわけではない。多様なスケーリング則を持つ複数の密度限界過程が存在することは、異なる装置間での密度限界の比較において混乱を招いてきた。著者らは、様々な限界を整理し、そのうちの一つのスケーリング則を、プラズマ形状の重要な効果を含むように拡張することを試みる。すなわち、nₑ = κ ここで、nₑ は線平均電子密度（10²⁰ m⁻³）、κ はプラズマの伸長度、そして は平均プラズマ電流密度（MA·m⁻²）であり、全電流をプラズマ断面積で割ったものとして定義される。ある意味では、これは最も重要な密度限界である。なぜなら、q限界と組み合わせることで、トカマクプラズマの最大動作密度が得られるからである。この限界は、密度限界境界に近づくにつれて生じるコア粒子閉じ込めの劇的な劣化によって引き起こされる可能性があることが示されている。このメカニズムは、密度限界に伴って生じるディスラプションやマーフェ（Marfes）を説明するのに役立ち得る。