Two major modifications to the existing steady state fusion neutron science facility (FNSF) concept (Kessel et al 2018 Fusion Eng. Des. 135 236–70) are investigated with the aim of determining whether or not its predicted performance can be improved. The modifications are high magnetic field and pulsed operation. We find that high field leads to major economic improvements in a steady state FNSF, although at the expense of lowering the engineering gain. Pulsed operation replaces the problems associated with low current drive efficiency, with hopefully more manageable engineering problems. Here, however, high toroidal field (TF) is not helpful, and a lower TF field is more desirable economically. Pulsed FNSFs also have a reduced engineering gain. Further modifications lead to FNSF designs satisfying the additional constraint of engineering gain equal to unity. For these designs there is a large cost penalty for the steady state FNSF but only a modest penalty for the pulsed FNSF. All of our modified designs show modest to large potential economic improvements over the existing design. Overall, our conclusion is that it may be desirable to carry out a more detailed analysis of one of our improved designs, the choice depending upon which issue in the existing design is most important.
既存の定常核融合中性子源施設（FNSF）概念（Kessel et al 2018 Fusion Eng. Des. 135 236–70）に対する2つの主要な修正を調査し、その予測性能が改善されるかどうかを判断することを目的とする。修正点は、高磁場とパルス運転である。高磁場は、定常FNSFにおいて工学的利得を低下させる代償を伴うものの、主要な経済的改善をもたらすことが分かった。パルス運転は、低い電流駆動効率に伴う問題を、おそらくより管理しやすい工学的問題に置き換える。しかしここでは、高トロイダル磁場（TF）は有益ではなく、より低いTF磁場が経済的に望ましい。パルスFNSFもまた、工学的利得が低下する。さらなる修正により、工学的利得が1に等しいという追加の制約を満たすFNSF設計が得られる。これらの設計では、定常FNSFには大きなコストペナルティがあるが、パルスFNSFにはわずかなペナルティしかない。修正した設計はすべて、既存設計と比較して、小規模から大規模までの潜在的な経済的改善を示す。全体として、改善された設計の1つについてより詳細な解析を実施することが望ましい可能性があり、その選択は既存設計におけるどの問題が最も重要であるかに依存するという結論に達した。