周辺輸送

周辺輸送（edge transport）とは、磁気閉じ込めプラズマの最外側、すなわち閉じ込め領域の縁（エッジ）から分離層（SOL: scrape-off layer）を経てダイバータに至る領域における、粒子・熱・運動量の輸送を指す。この領域の輸送は、プラズマ中心部の輸送とは物理が大きく異なり、開いた磁力線に沿った平行輸送、中性粒子の再結合・電離を伴う再循環、そして強い乱流が支配する。周辺輸送の理解がとりわけ重要なのは、エッジの圧力分布がプラズマ全体の閉じ込め性能の境界条件を与えるとともに、LモードからHモードへの遷移やエッジ局在モード（ELM）の安定性を決めるからである。実際、Hモードの成立は周辺輸送が自発的に低下する現象そのものであり、周辺輸送の研究は閉じ込め改善の物理の中核をなしてきた。

周辺輸送とL–H遷移

トカマクやヘリカル装置のプラズマは、加熱出力が低い間はLモード（low confinement mode）と呼ばれる比較的粗い閉じ込め状態にある。加熱出力をある閾値以上に上げると、プラズマは数ミリ秒程度の速さでHモード（high confinement mode）へ遷移し、エッジの密度・温度が急峻になる。このL–H遷移は周辺輸送の自発的な低下であり、遷移の閾値出力は多機種データベースからスケーリングが得られているが、密度依存性には単純でない側面がある。輸送コードを用いた解析では、低密度放電では遷移閾値出力が増加することが再現され、その理由としてエッジでの粒子対流による熱損失の寄与が強まること、すなわち対流損失が大きいとエッジ温度とその勾配が下がり、遷移に必要な出力が増えることが説明されている。一方で、計算値・実験値のいずれもスケーリング予測より高い値をとる場合があり、閾値の定量的予測は今なお課題である。遷移の可逆性も確認されており、ヘリカル装置での実験では加熱出力を上下させることでエッジ輸送障壁の形成と後退（バックトランジション）が制御され、閾値出力がほぼ密度に比例することが示された。遷移時には水素のHα発光が急激に低下し、その時定数は高加熱力率で約1ミリ秒と速い。