We investigate the residual zonal flow (Rosenbluth and Hinton 1998 Phys. Rev. Lett. 80 724) in the presence of fusion product -particles in tokamak plasmas using the modern gyrokinetic approach in the electrostatic limit. The residual zonal flow is predicted to be enhanced considerably for ITER plasmas in the radial wave-number regime of , where is the Larmor radius of a thermal ion of background plasma consisting of Deuterium and Tritium. This is a consequence of the fact that larger Larmor radius (banana orbit width, ) of an energetic -particle leads to an enhancement (a reduction) of the classical (neoclassical) polarizability at that wave-number regime compared to the case without -particles. This enhancement is slightly more pronounced for the slowing-down distribution compared to the Maxwellian if keV for MeV. In addition, we find that the Rosenbluth–Hinton formula for the residual zonal flow level that has been derived for the Maxwellian equilibrium ion distribution remains valid in the long wavelength () and high aspect ratio limit for any well-behaved ion distribution function which is isotropic in velocity space.
我々は、トカマクプラズマにおける核融合生成α粒子の存在下での残留帯状流（Rosenbluth and Hinton 1998 Phys. Rev. Lett. 80 724）を、現代的なジャイロ運動論的アプローチを用いて静電極限で調査する。残留帯状流は、ITERプラズマにおいて、動径波数領域 において大幅に増強されると予測される。ここで、 は重水素および三重水素からなる背景プラズマの熱イオンのラーマー半径である。これは、高エネルギーα粒子のより大きなラーマー半径（バナナ軌道幅、 ）が、α粒子を含まない場合と比較して、その波数領域における古典的（新古典的）分極率の増強（低減）をもたらすという事実の結果である。この増強は、 keV および MeV の場合、マクスウェル分布と比較してスローダウン分布においてわずかに顕著である。さらに、マクスウェル平衡イオン分布関数に対して導出された残留帯状流レベルのRosenbluth–Hinton公式は、速度空間において等方的であり適切に振る舞う任意のイオン分布関数に対して、長波長（）および高アスペクト比極限において有効であることを見出す。