托卡马克（Tokamak）是实现可控核聚变的主流磁约束装置。在托卡马克运行过程中，等离子体温度高达1.5亿°C，其状态监测、反馈控制与物理研究完全依赖于诊断系统——包括光学诊断（如相干散射诊断、可见光成像）、X射线诊断、中子能谱诊断等。这些诊断系统通过真空室壁上的诊断窗口（Diagnostic Window） 对等离子体进行观测，窗口法兰则是连接诊断设备与真空室的关键接口部件。

然而，托卡马克在工作时产生极其恶劣的电磁环境。环向场（Toroidal Field, TF）线圈和极向场（Poloidal Field, PF）线圈产生的强静态磁场（数特斯拉级）以及等离子体破裂（Disruption）时的瞬态脉冲磁场，会通过诊断窗口法兰这一“通道”泄漏至真空室外部的诊断设备区域。以EAST（实验先进超导托卡马克）为例，其杂散磁场足以干扰安装在窗口附近的光电倍增管（PMT）、探测器等敏感设备的正常运行。ITER的诊断端口插头（Port Plug）重量可达50吨，需要在超高真空、强辐射环境中长期可靠运行。

托卡马克诊断窗口磁屏蔽法兰正是为解决这一“窗口磁泄漏”问题而设计。它采用高磁导率坡莫合金（MuMETAL® / Co-NETIC® AA级）精密加工成法兰环状或套筒状结构，集成于诊断窗口的真空法兰组件中，或作为独立的磁屏蔽附件安装于窗口外侧。磁屏蔽法兰利用坡莫合金的磁分路原理——为泄漏磁场提供一条低磁阻路径，使磁力线优先沿屏蔽法兰“绕道而行”而非穿透法兰干扰诊断设备——从窗口端口这一关键路径阻断磁场泄漏，确保诊断系统在强磁场环境中获得纯净、可靠的测量信号

• 精准阻断窗口磁泄漏：诊断窗口是托卡马克杂散磁场泄漏至外部诊断设备的关键通道。磁屏蔽法兰精准定位于这一泄漏路径上，从源头阻断磁场向外传播，区别于对整台设备进行屏蔽的“粗放式”方案

• 超高磁导率材料：采用MuMETAL® / Co-NETIC® AA级坡莫合金，初始磁导率实测≥300,000，对托卡马克泄漏的低频静态和交变磁场具有极强衰减能力

• 完全退火，开箱即用：Co-NETIC® AA以完全退火（Perfection Annealed） 状态供货，无需进一步退火处理，可直接安装使用

• 真空与屏蔽一体化设计：磁屏蔽法兰可无缝集成于诊断窗口的真空法兰组件中，不额外占用窗口空间，不影响真空密封性能

• 超高真空与强辐射兼容：材料及加工工艺满足托卡马克超高真空（UHV, 10⁻⁹ Torr级） 和强中子/γ辐射环境要求

• 一站式定制服务：根据诊断窗口的法兰型号（如CF100、CF165等） 、窗口尺寸及磁场分布特征按图定制，提供从磁场仿真到加工交付的全流程服务

屏蔽原理：坡莫合金磁屏蔽法兰为泄漏磁场提供一条低磁阻路径。当托卡马克的杂散磁场遇到坡莫合金屏蔽层时，由于屏蔽层的磁导率（μ≥80,000）远高于不锈钢（μ~1）和真空，磁力线优先选择通过屏蔽法兰构成的低磁阻路径“绕道而行”，而非穿透法兰进入诊断设备区域。对于静磁场和低频磁场（DC-100 kHz），坡莫合金磁屏蔽通过传导分流空间磁场实现高效衰减。

诊断窗口的电磁环境：托卡马克诊断窗口紧邻等离子体区域，电磁工况发生时在部件上感应产生的巨大电磁载荷将影响部件的结构稳定性。杂散磁场通过诊断窗口法兰这一金属“通道”向外泄漏，对安装在窗口附近的光电倍增管等敏感探测器造成严重干扰。ITER的诊断窗口组件采用双窗口带监测间隙的设计方案，以应对强辐射和真空密封的严苛要求。

磁场衰减能力：采用多层嵌套式坡莫合金屏蔽结构，可在窗口法兰区域实现>90% 的磁场衰减。对于对磁场环境有极致要求的诊断场景（如高分辨率中子能谱仪、硬X射线探测器等），可采用更高层数的嵌套屏蔽，将窗口区域的残余磁场降至μT级甚至nT级。对于同时存在的强中子/γ辐射，诊断端口插头通过诊断屏蔽模块（DSM） 实现辐射屏蔽——磁屏蔽法兰可与DSM协同工作，实现磁场+辐射双重防护。

结构集成：磁屏蔽法兰可设计为法兰环状嵌件或套筒式附加屏蔽层，与标准CF法兰（如CF100、CF165等）无缝配合。对于ITER等大型装置，诊断端口插头的BSM（屏蔽板）与主体之间的连接法兰设计需同时考虑电磁力、热负载和真空密封等多重因素——我们的磁屏蔽法兰设计充分兼容这些严苛要求