As power plant design programmes approach the transition between the pre-conceptual and conceptual design phases, the systems code PROCESS has been improved to incorporate more detailed plasma physics, engineering, and analysis modules. Unlike many systems codes, PROCESS combines the physics modelling with both technology and costs analysis. Some of the key topics in the conceptual design phase are toroidal field (TF) magnet design, divertor power handling, operational sensitivity, and economic uncertainty analysis. Models covering these areas have been integrated or improved in PROCESS. During pre-conceptual design, systems codes are an essential tool for exploring fusion power plant concepts. They allow one to model the interaction of the plant systems and quickly perform reactor optioneering. To be able to carry out these large scoping studies, the fidelity of the models can be restricted to reduce the computational time. For example, the EUROfusion EU-DEMO baseline designs are created using the systems code PROCESS and the ability to measure these trade-offs has led to important design choices being examined during the DEMO pre-conceptual design phase. Ruling out unfeasible designs allows one to efficiently identify where in the design space to carry out detailed design work. The paper describes how PROCESS has begun retooling for use in later stages of power plant conceptual design. Details are given for new additions to the PROCESS uncertainty quantification tools, high-temperature superconducting magnet model, TF coil model, and new models for spherical tokamaks (STEP). Additionally, the paper covers recent developments on the novel systems code BLUEPRINT, which is being used in both the EUROfusion and STEP projects. The paper concludes with an outlook on systems code activities at UKAEA and work with external partners.
発電所設計プログラムが事前概念設計と概念設計の段階間の移行に近づくにつれ、システムコードPROCESSは、より詳細なプラズマ物理、工学、および解析モジュールを組み込むように改良されてきた。多くのシステムコードとは異なり、PROCESSは物理モデリングとコスト分析および技術分析の両方を組み合わせている。概念設計段階における主要なトピックのいくつかは、トロイダル磁場（TF）マグネット設計、ダイバータの電力処理、運転感度、および経済性の不確実性分析である。これらの領域をカバーするモデルは、PROCESSに統合または改良されてきた。事前概念設計段階では、システムコードは核融合発電所の概念を探索するための必須ツールである。これにより、プラントシステムの相互作用をモデル化し、迅速な炉心オプション評価を行うことができる。これらの大規模な調査研究を実施するためには、モデルの忠実度を制限して計算時間を短縮することができる。例えば、EUROfusion EU-DEMOのベースライン設計は、システムコードPROCESSを用いて作成されている。モデルの忠実度と計算時間の間のトレードオフを測定する能力により、設計空間内の実現不可能な領域を迅速に特定し、詳細設計作業をどこに集中すべきかを効率的に決定することができる。本論文では、PROCESSが概念設計段階の後期での使用に向けてどのように改良されているかを説明する。PROCESSの不確実性定量化ツール、高温超伝導マグネットモデル、TFコイルモデル、および球状トカマク（STEP）用の新しいモデルへの追加について詳細を述べる。さらに、EUROfusionおよびSTEPプロジェクトの両方で使用されている新しいシステムコードBLUEPRINTの最近の開発についても取り上げる。最後に、UKAEAおよび外部パートナーとの協力におけるシステムコード活動の今後の見通しについて述べる。