Significant effects of impurities on residual zonal flow (ZF) in deuterium (D)-tritium (T) plasmas are found. When the gyroradius of impurities is larger (smaller) than that of main ions, the intermediate scale (radial wavelength between trapped ion radial width and trapped electron radial width ) residual ZF level is increased (decreased) due to the presence of various impurities with the tolerance concentration in JET and ITER, even for trace tungsten (W). For short scale (radial wavelength comparable to ) region, the residual ZF level is increased by most of the impurities. Moreover, the trend of stronger intermediate residual ZF in D–T plasmas with heavier effective isotope mass is weakened by non-trace impurities, but is not influenced by trace W. These results reveal that the presence of impurities can modify residual ZF, and possibly further affect the ZF regulation of turbulence as well as the associated anomalous transport and confinement in magnetic fusion plasmas. The potential relevance of our findings to experimental observations and simulation results is discussed.
重水素（D）-トリチウム（T）プラズマにおける不純物が残留帯状流（ZF）に及ぼす顕著な影響が見出された。不純物のジャイロ半径が主イオンのそれよりも大きい（小さい）場合、JETおよびITERにおける許容濃度の様々な不純物の存在により、中間スケール（捕捉イオン半径幅と捕捉電子半径幅の間の半径方向波長）の残留ZFレベルは増加（減少）する。微量タングステン（W）であっても同様である。短スケール（半径方向波長が捕捉イオン半径幅と同程度の領域）では、残留ZFレベルはほとんどの不純物によって増加する。さらに、より重い有効同位体質量を持つD-Tプラズマにおける中間残留ZFの強化傾向は、非微量不純物によって弱められるが、微量Wの影響は受けない。これらの結果は、不純物の存在が残留ZFを変化させ得ること、ひいては乱流のZF制御ならびに磁気核融合プラズマにおける関連する異常輸送および閉じ込めにさらに影響を及ぼし得ることを明らかにする。我々の知見の実験的観測およびシミュレーション結果との関連性についても考察する。