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实现氚自持是中国聚变工程试验堆(CFETR)的核心目标之一，为了实现氚自持，CFETR的设计要求氚燃烧率大于3％，同时要确保1GW的聚变输出功率。本文应用OMFIT框架下的集成模拟工作流STEP评估了为同时达到上述两个目标，所需的弹丸加料参数。为此，需要基于弹丸消融和沉积物理模型准确计算弹丸的消融率和沉积剖面。
本文基于Parks发展的最新消融模型给出的消融率定标率计算弹丸消融率，并对其进行了改进，包含了磁场对消融率的影响。模型预测CFETR的强磁场环境能大大降低弹丸消融率，增大穿透深度。
本文发展了面源沉积模型，解决了现在通用的点源沉积模型在切向注入时的奇异性问题，并将模型推广到了任意注入角度的一般情形，从而适合计算任意弹丸注入位形下的沉积密度剖面。
基于Parks等人计算消融云横跨磁场漂移距离的1维压力弛豫的拉格朗日流体模型，本文发展了更适合实时预测的0.5维约化跨场漂移模型。模型预测结果和DⅢ-D实验中的弹丸沉积剖面能够较好符合。对CFETR等离子体中弹丸注入位置的扫描结果表明，HFS中平面注入弹丸对实现深度加料最为有利。
将面源沉积模型和0.5维约化跨场漂移模型应用在弹丸消融、沉积程序PAM中，并耦合进了集成模拟工作流STEP中，为输运程序提供粒子源项。应用该工作流评估了CFETR等离子体中为实现1GW聚变功率、3％氚燃烧率所需的弹丸加料参数。模拟结果指出，若采用具有100μm厚碳包壳的1∶1均匀混合弹丸，从HFS中平面注入时，需要的速度约为850m/s。考虑到包壳增强了弹丸强度，预计上述速度不难达到。如果采用中心是氚、外面是氘、包壳是铍或碳的夹心弹丸，预计可以进一步放松对上述速度的要求。
本文的模拟结果指出，为尽可能提高氚燃烧率，最优的弹丸加料方案为，从HFS中平面，采用上述特殊设计的包壳夹心弹丸，以尽可能高的速度进行注入。本文工作从提高氚燃烧率角度，为未来聚变堆中弹丸加料系统的设计提供了重要参考。
本文基于Parks发展的最新消融模型给出的消融率定标率计算弹丸消融率，并对其进行了改进，包含了磁场对消融率的影响。模型预测CFETR的强磁场环境能大大降低弹丸消融率，增大穿透深度。
本文发展了面源沉积模型，解决了现在通用的点源沉积模型在切向注入时的奇异性问题，并将模型推广到了任意注入角度的一般情形，从而适合计算任意弹丸注入位形下的沉积密度剖面。
基于Parks等人计算消融云横跨磁场漂移距离的1维压力弛豫的拉格朗日流体模型，本文发展了更适合实时预测的0.5维约化跨场漂移模型。模型预测结果和DⅢ-D实验中的弹丸沉积剖面能够较好符合。对CFETR等离子体中弹丸注入位置的扫描结果表明，HFS中平面注入弹丸对实现深度加料最为有利。
将面源沉积模型和0.5维约化跨场漂移模型应用在弹丸消融、沉积程序PAM中，并耦合进了集成模拟工作流STEP中，为输运程序提供粒子源项。应用该工作流评估了CFETR等离子体中为实现1GW聚变功率、3％氚燃烧率所需的弹丸加料参数。模拟结果指出，若采用具有100μm厚碳包壳的1∶1均匀混合弹丸，从HFS中平面注入时，需要的速度约为850m/s。考虑到包壳增强了弹丸强度，预计上述速度不难达到。如果采用中心是氚、外面是氘、包壳是铍或碳的夹心弹丸，预计可以进一步放松对上述速度的要求。
本文的模拟结果指出，为尽可能提高氚燃烧率，最优的弹丸加料方案为，从HFS中平面，采用上述特殊设计的包壳夹心弹丸，以尽可能高的速度进行注入。本文工作从提高氚燃烧率角度，为未来聚变堆中弹丸加料系统的设计提供了重要参考。