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CFETR纵场磁体线圈内馈线结构设计与分析
CFETR纵场磁体线圈内馈线结构设计与分析
摘要：CFETR（中国聚变工程试验堆）是中国迄今规模最大的自主研发的聚变工程。纵场磁体是CFETR的核心部件之一，它产生的强磁场对聚变反应的稳定性和效率起着重要作用。而纵场磁体的馈线结构则是保证其正常工作的关键要素。本文主要研究了CFETR纵场磁体线圈内馈线的结构设计与分析，通过理论计算和模拟仿真，对馈线的电磁性能进行了评估，并提出了优化方案。
一、绪论
聚变是当前能源领域的一个热点研究方向，其核心是利用高温等离子体控制和操纵核反应，从而实现大规模可控核聚变。CFETR作为一个重要的聚变工程试验堆，其设计与构建对于我国核聚变技术的发展具有重大意义。纵场磁体作为CFETR的核心装置之一，承担着产生强磁场和约束等离子体等重要任务。
二、纵场磁体线圈内馈线结构设计
纵场磁体线圈内馈线结构设计的关键在于避免电流引起的温升和磁场对馈线的影响。在设计过程中，需考虑馈线的位置、尺寸以及电流密度等因素，并选择适当的材料来满足要求。此外，还需要注意馈线的散热问题，以确保馈线在长时间高电流下能够正常工作。
三、馈线的电磁性能评估
为了评估馈线的电磁性能，可以进行理论计算和模拟仿真。理论计算通常采用有限元方法和等效电路模型来分析馈线的磁场分布、温升和电流密度等参数。模拟仿真则可以通过建立馈线的三维几何模型，使用计算软件进行磁场和热场仿真，得到详细的结果。
四、优化方案
在分析和评估的基础上，可以提出一些优化方案来改进纵场磁体线圈内馈线的结构。例如，可以采用超导材料来减少温升和能量损失；优化馈线的位置和尺寸，以降低磁场对馈线的影响；设计合理的冷却系统，以提高馈线的散热效果等。通过优化设计，可以提高馈线的可靠性和工作效率。
结论：
CFETR纵场磁体线圈内馈线的结构设计与分析是保证其正常工作的关键要素。通过理论计算和模拟仿真，可以评估馈线的电磁性能，并提出优化方案来改进结构。在优化设计的基础上，可以提高纵场磁体线圈内馈线的可靠性和工作效率，为CFETR的进一步研究和建设提供技术支持。
参考文献：
[1]中国聚变工程技术研究中心.《CFETR——中国聚变工程技术研究中心的聚变工程试验示范堆》[M].北京：科学出版社，2019.
[2]涂云芳，吴炜烨，杨晖等.《聚变纵向磁场强度测量装置馈线绝缘分析》[J].吉林大学学报（理学版），2020，58(3):989-995.