核燃料在反应后会残留下具有放射性的废料，这种放射性无法用物理或者化学方法将其消除，只能依靠自身的衰变，而这些放射性核素的半衰期往往长达几万年甚至几十万年。使用冷坩埚对核废料进行固化处理，将固化体深埋可以防止核废料对环境的危害。因此，研究冷坩埚固化工艺对核废料安全处置有着重要意义。建立了冷感坩埚电磁场3-D有限元模型，计算结果表明：在空载条件下线圈中间高度位置磁场强度最大，随着高度变化向两端递减。在开缝截止区域由于电流叠加效应磁场强度有突变。对比坩埚A与坩埚B两种不同结构坩埚内磁场强度，坩埚A的磁场强度明显大于坩埚壁。电流从500A增加到1500A，磁场强度增强。频率由50kHz升高到200kHz磁场强度降低，但是在开缝处以及坩埚中心不明显。电流频率的增大可以提高冷坩埚的加热效率，在200kHz时可以提高到40%。依据磁场计算结果结合本课题组已有的研究成果，参考国外文献及专利，并根据玻璃固化的高放射性的工作环境设计出可以自由控制开始与停止卸料的水冷滑阀结构。结合工艺要求与电磁场分布规律，设计坩埚壁由Φ16mm的不锈钢管围成的内径330mm，高度为500mm，有效容积为30L的冷坩埚。并设计出相关的感应线圈、上下水冷环、水冷底盘以及坩埚盖。计算了熔体内部温度场的分布情况，对熔体上不同位置以及不同电源参数条件的温度分布进行分析。随着电流值和频率的增加，加热到工作温度的时间缩短，但是温度梯度增大，使熔体内部分布不均匀。熔炼过程中应根据实际情况添加机械搅拌。玻璃熔体内部流动分为上下两个螺旋形循环，液流分别从靠近熔体侧表面上、下两端向中间流动，之后回流完成流动的循环。随着电流值和频率的增加流动速度变快。频率提高到200kHz最大流动速度区域由上下表面的水平流动转为靠近熔体侧表面竖直流动。