The optimal configuration choice between positive triangularity (PT) and negative triangularity (NT) tokamaks for fusion power plants hinges on navigating different operational constraints rather than achieving specific plasma performance metrics. This study presents a systematic comparison using constrained multi-objective optimization with the integrated FUsion Synthesis Engine (FUSE) framework. Over 200 000 integrated design evaluations were performed exploring the trade-offs between capital cost minimization and operational reliability (maximizing q95) while satisfying engineering constraints including 250 ± 50 MW net electric power, tritium breeding ratio 1.1, power exhaust limits and an hour flattop time. Both configurations achieve similar cost-performance Pareto fronts through contrasting design philosophies. PT, while demonstrating resilience to pedestal degradation (compensating for up to 40% reduction), are constrained to larger machines (R0 6.5 m) by the narrow operational window between L–H threshold requirements and the research-established power exhaust limit ( 15 MW m−1). This forces optimization through comparatively reduced magnetic field (∼8 T). NT configurations exploit their freedom from these constraints to access compact, high-field designs ( m, B0 12 T), creating natural synergy with advancing HTS technology. Sensitivity analyses reveal that PT’s economic viability depends critically on uncertainties in L–H threshold scaling and power handling limits. Notably, a 50% variation in either could eliminate viable designs or enable access to the compact design space. These results suggest configuration selection should be risk-informed: PT offers the lowest-cost path when operational constraints can be confidently predicted, while NT is robust to large variations in constraints and physics uncertainties.
正三角形度（PT）および負三角形度（NT）トカマクの核融合発電所における最適な構成選択は、特定のプラズマ性能指標を達成することではなく、異なる運転制約を乗り越えることに依存している。本研究では、統合核融合合成エンジン（FUSE）フレームワークを用いた制約付き多目的最適化による系統的比較を提示する。資本コスト最小化と運転信頼性（q95最大化）の間のトレードオフを探るため、200 000以上の統合設計評価が実施され、250 ± 50 MWの正味発電出力、トリチウム増殖比1.1、電力排熱限界、1時間のフラットトップ時間を含む工学的制約を満たした。両構成は、対照的な設計思想を通じて同様のコスト性能パレートフロントを達成する。PTは、ペデスタル劣化に対する耐性を示す一方で（最大40%の低下を補償）、L–H遷移閾値要件と研究で確立された電力排熱限界（ 15 MW m−1）の間の狭い運転ウィンドウにより、より大型の装置（R0 6.5 m）に制約される。これにより、比較的低い磁場（∼8 T）での最適化を余儀なくされる。NT構成は、これらの制約からの自由を活用して、コンパクトで高磁場の設計（ m, B0 12 T）にアクセスし、進歩するHTS技術との自然な相乗効果を生み出す。感度解析により、PTの経済的実現可能性は、L–H閾値スケーリングと電力処理限界の不確実性に決定的に依存することが明らかになった。特に、いずれかの50%の変動は、実現可能な設計を排除するか、コンパクトな設計空間へのアクセスを可能にする可能性がある。これらの結果は、構成選択はリスクを考慮したものであるべきことを示唆する: PTは運転制約を確実に予測できる場合に最も低コストの経路を提供し、NTは制約の大きな変動や物理的不確実性に対して頑健である。