An improved set of guiding-centre equations, expanded to one order higher in Larmor radius than usually written for guiding-centre codes, are derived for curvilinear flux coordinates and implemented into the orbit following code VENUS-LEVIS. Aside from greatly improving the correspondence between guiding-centre and full particle trajectories, the most important effect of the additional Larmor radius corrections is to modify the definition of the guiding-centre's parallel velocity via the so-called Baños drift. The correct treatment of the guiding-centre push-forward with the Baños term leads to an anisotropic shift in the phase-space distribution of guiding-centres, consistent with the well-known magnetization term. The consequence of these higher order terms are quantified in three cases where energetic ions are usually followed with standard guiding-centre equations: (1) neutral beam injection in a MAST-like low aspect-ratio spherical equilibrium where the fast ion driven current is significantly larger with respect to previous calculations, (2) fast ion losses due to resonant magnetic perturbations where a lower lost fraction and a better confinement is confirmed, (3) alpha particles in the ripple field of the European DEMO where the effect is found to be marginal.
改良された一組の guiding-center 方程式は、通常 guiding-center コードに対して書かれるよりもラーモア半径に関して一次高次の項まで展開され、曲線磁束座標に対して導出され、軌道追跡コード VENUS-LEVIS に実装された。guiding-center と完全粒子軌道の間の対応を大幅に改善することに加えて、追加のラーモア半径補正の最も重要な効果は、いわゆる Baños ドリフトを介した guiding-center の平行速度の定義を修正することである。Baños 項を伴う guiding-center の push-forward の正しい取り扱いは、よく知られた磁化項と整合する、guiding-center の位相空間分布における異方的なシフトをもたらす。これらの高次項の結果は、高エネルギーイオンが通常の guiding-center 方程式で追跡される三つの場合において定量化される：(1) MAST に類似した低アスペクト比球状平衡における中性粒子ビーム入射において、高速イオン駆動電流が従来の計算と比較して有意に大きくなる場合、(2) 共鳴磁場摂動による高速イオン損失において、より低い損失割合とより良い閉じ込めが確認される場合、(3) European DEMO のリップル磁場中のアルファ粒子において、その効果がわずかであると判明する場合。