論文の概要: A costing framework for fusion power plants
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.21724v2
- Date: Sat, 31 Jan 2026 06:59:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-03 15:03:50.785935
- Title: A costing framework for fusion power plants
- Title(参考訳): 核融合炉のコスト化フレームワーク
- Authors: Simon Woodruff,
- Abstract要約: 本稿は,2017年から2024年までのARPA-E支援で実施した核融合発電プラントコスト作業の要約と集約である。
それは、関連する分析フレームワークの進化を、初期の資本コストに焦点を当てた研究から、標準に準拠した監査可能なコスト処理能力まで、文書化している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: This paper summarizes and consolidates fusion power-plant costing work performed in support of ARPA-E from 2017 through 2024, and documents the evolution of the associated analysis framework from early capital-cost-focused studies to a standards-aligned, auditable costing capability. Early efforts applied ARIES-style cost-scaling relations to generate Nth-of-a-kind (NOAK) estimates and were calibrated through a pilot study with Bechtel and Decysive Systems to benchmark balance-of-plant (BOP) costs and validate plant-level reasonableness from an engineering, procurement, and construction (EPC) perspective. Subsequent work, informed by Lucid Catalyst studies of nuclear cost drivers, expanded the methodology to treat indirect costs explicitly and to evaluate cost-reduction pathways for non-fusion-island systems through design-for-cost practices, modularization, centralized manufacturing, and learning. As ARPA-E's fusion portfolio expanded, these methods were applied across BETHE and GAMOW concepts (and select ALPHA revisits), including enhanced treatment of tritium handling and plant integration supported by Princeton/PPPL expertise. In 2023 the capability was refactored to align with the IAEA-GEN-IV EMWG-EPRI code-of-accounts lineage, while key ARIES-derived scaling relations were replaced by bottom-up subsystem models for dominant fusion cost drivers (e.g., magnets, lasers, power supplies, and power-core components) coupled to physics-informed power balances and engineering-constrained radial builds. These developments were implemented in the spreadsheet-based Fusion Economics code (FECONs) and released as an open-source Python framework (pyFECONs), providing a transparent mapping from subsystem estimates to standardized accounts and a consistent computation of LCOE.
- Abstract(参考訳): 本稿は,2017年から2024年までのARPA-Eを支援した核融合発電プラントのコスト削減作業の要約と統合を行い,初期資本コスト研究から標準に準拠した監査可能なコスト化能力への関連分析フレームワークの進化について述べる。
初期の努力では、Nth-of-a-kind(NOAK)の見積を生成するためにARIESスタイルのコストスケーリング関係を適用し、Bechtel と Decysive Systems のパイロット研究により、BOPコストのベンチマークを行い、エンジニアリング、調達、建設(EPC)の観点からプラントレベルの合理的性を検証した。
その後、ルシッド触媒による原子力コストドライバの研究により、間接的なコストを明示的に扱うための方法論を拡張し、設計対コストの慣行、モジュール化、集中型製造、学習を通じて、非核融合システムのコスト削減経路を評価するようになった。
ARPA-Eの核融合ポートフォリオが拡大するにつれて、これらの手法はBETHEとGAMOWの概念(および一部のALPHAの再検討)にまたがって適用され、トリチウム処理の高度化やプリンストン/PPPLの専門知識に支えられた植物統合が実現された。
2023年、IAEA-GEN-IV EMWG-EPRIのコード・オブ・カウントの系統に適合するようにリファクタリングされ、主要なARIES由来のスケーリング関係は、物理学的なインフォームドパワーバランスと工学的に制約されたラジアル・ビルドと組み合わされた核融合コスト・ドライバ(例えば、磁石、レーザー、電源、パワーコア・コンポーネント)のためのボトムアップ・サブシステム・モデルに置き換えられた。
これらの開発は、スプレッドシートベースのFusion Economics Code (FECONs) で実装され、オープンソースのPythonフレームワーク (pyFECONs) としてリリースされた。
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