Fusion systems codes (SCs) are deployed to produce the baseline of the European fusion power reactor (DEMO) within its conceptual design. A DEMO baseline is mostly defined by a radial/vertical reactor sketch and major reactor parameters, such as fusion and net electric power, magnetic fields, and plasma burn time. A baseline shall also meet a set of prescribed reactor requirements, constraints, and architectural features. According to the conceptual design workflow implemented within the EU-DEMO programme, the output from the SC is transferred to the detailed physics and engineering design codes. Presently-available fusion SCs rely on rather basic physics and engineering models (mostly at zero or one-dimensional level). The design codes, instead, are very detailed but run on much longer computing times. To fill the gap between systems and design codes, the multi-fidelity systems/design tool modular integrated reactor analysis (MIRA)—has been recently developed. MIRA incorporates the physics and the engineering insights of the utmost domains of tokamak reactors and relies on a higher spatial resolution, spanning from 1D up to 3D modelling frames. The MIRA approach has been applied to the DEMO 2017 baseline, generated by the EU reference SC PROCESS and used as input to MIRA. In the paper, the architectural and mathematical insights of the MIRA package are described, along with an EU-DEMO 2017 baseline analysis.
核融合システムコード（SC）は、欧州核融合実証炉（DEMO）の概念設計におけるベースラインを生成するために展開されている。DEMOのベースラインは、主に動径方向・垂直方向の炉心断面図と、核融合出力や正味電気出力、磁場、プラズマ燃焼時間などの主要な炉心パラメータによって定義される。ベースラインはまた、一連の所定の炉要件、制約条件、および構造的特徴も満たさなければならない。EU-DEMOプログラム内で実装された概念設計ワークフローによれば、SCからの出力は、詳細な物理設計および工学設計コードへと引き渡される。現在利用可能な核融合SCは、比較的基本的な物理モデルおよび工学モデル（主に0次元または1次元レベル）に依存している。一方、設計コードは非常に詳細であるが、計算時間がはるかに長い。システムコードと設計コードの間のギャップを埋めるために、多忠実度システム／設計ツールであるMIRA（Modular Integrated Reactor Analysis）が最近開発された。MIRAは、トカマク炉の主要領域に関する物理的・工学的知見を組み込んでおり、1次元から3次元までのモデリングフレームワークに及ぶ、より高い空間分解能を活用している。MIRAのアプローチは、欧州の参照SCであるPROCESSによって生成され、MIRAへの入力として使用されたDEMO 2017ベースラインに適用された。本論文では、MIRAパッケージの構造的・数学的特徴とともに、EU-DEMO 2017ベースラインの解析結果について述べる。