High temperature superconductors (HTSs) expand the design space of stellarator power-plants (PPs) toward high magnetic fields B, enabling compact major radii R. The present paper scans the space of B, R and other design parameters, finding solutions that are promising from a physics and engineering standpoint, while minimizing the capital cost of the PP and the levelized cost of fusion electricity. Similarly, it identifies minimum-cost design points for next-step burning plasma stellarator experiments of fusion gain . The study assumes advanced stellarator configurations of reduced aspect ratio, heated by neutral beam injection. Plasma-facing, flowing liquid metal (LM) walls protect it from high heat and neutron fluxes. The study relies on analytical first-principle calculations, and established zero-dimensional (0D) empirical scaling laws. Power flows are illustrated by Sankey diagrams. Plasma operating contours are used to determine the reactor's start-up path. Sensitivity analyses are conducted to identify the most critical reactor parameters within physics, engineering and costing, quantifying their influence on the economics of the PPs. Such 0D study suggests that the assumed next generation HTS, flowing LM walls, and advances in compact plasma configurations could lead to an ignited stellarator PP of aspect ratio , m, B > 9 T, and normalized plasma pressure which would minimize both the cost of electricity and capital cost while achieving a net electric power of about 1 GW.
高温超伝導体(HTS)は、ステラレータ発電所(PP)の設計空間を高磁場B方向に拡張し、コンパクトな主半径Rを可能にする。本論文は、B、Rおよびその他の設計パラメータの空間を走査し、PPの資本コストと核融合電力の均等化発電コストを最小化しつつ、物理学的および工学的観点から有望な解を見つける。同様に、核融合利得 . の次段階の燃焼プラズマステラレータ実験における最小コスト設計点を特定する。この研究は、中性粒子ビーム入射により加熱される、低アスペクト比の先進ステラレータ配位を仮定する。プラズマに面する流動液体金属(LM)壁は、高熱流束および中性子束からそれを保護する。この研究は、解析的な第一原理計算と、確立された零次元(0D)経験則スケーリング則に依存する。電力フローはサンキー図によって図示される。プラズマ運転コンターは、炉の起動経路を決定するために使用される。感度解析は、物理学、工学およびコスト計算において最も重要な炉パラメータを特定し、PPの経済性へのそれらの影響を定量化するために実施される。このような0D研究は、想定される次世代HTS、流動LM壁、およびコンパクトプラズマ配位の進歩が、アスペクト比 . 、 m、B > 9 T、および規格化プラズマ圧力 . の着火ステラレータPPをもたらし、約1 GWの正味電気出力を達成しつつ、発電コストと資本コストの両方を最小化する可能性があることを示唆する。