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可控核聚变技术是未来能源的希望,其核心在于实现氘-氚(D-T)反应,这一反应在高温高压下产生巨大的能量释放,且不产生长期放射性废物,是理想的清洁能源。目前,核聚变技术主要分为磁约束和惯性约束两大路线,两者齐头并进,推动商业化进程加速。
磁约束核聚变利用强磁场约束等离子体,使其在高温高压下发生聚变反应。托卡马克装置是磁约束技术的主流,其代表项目包括国际热核聚变实验堆(ITER)和中国的全超导托卡马克实验装置(EAST)。ITER项目是全球最大的国际合作项目之一,旨在验证核聚变技术的可行性。截至2025年,ITER项目已取得显著进展,其核心部件如超导磁体、真空室等已进入关键制造阶段。EAST装置则在2025年实现了1066秒的稳态高约束等离子体运行,这一成果标志着中国在磁约束核聚变领域处于世界领先地位。
惯性约束核聚变通过高能激光或粒子束压缩燃料靶,实现聚变反应。Z箍缩技术是惯性约束的重要分支,其代表项目如美国的Z-FFR(Z箍缩聚变-裂变混合反应堆)。Z-FFR项目在2025年完成了初步设计,预计2035年实现商业化运行。Z箍缩技术具有成本低、效率高的特点,有望成为未来核聚变能源的重要技术路线之一。
在国际上,可控核聚变项目吸引了众多投资巨头的关注。美国的Commonwealth Fusion Systems(CFS)公司与微软合作,计划在2026年建成SPARC装置,这是全球首个达到Q>1(输出能量大于输入能量)的核聚变装置。CFS公司已获得超过18亿美元的投资,其目标是在2030年实现商业化运行。Helion Energy公司也在2025年宣布其Fusion Engine项目取得重大突破,计划在2028年建成50MW的示范堆,并在2030年实现商业化。
在中国,可控核聚变项目同样取得了显著进展。国资背景的项目在技术突破和产业集群构建方面发挥了重要作用。合肥作为核聚变科研高地,拥有EAST装置和多个相关科研机构。成都的聚变技术创新热土,正在建设BEST(Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak)装置,预计2027年建成。江西和上海也在积极推进产学研融合和巨型公司领衔探索,构建完整的核聚变产业链。
可控核聚变产业链涵盖上游的材料和设备制造,中游的科研和工程,以及下游的运营和维护。2025年,产业链上的企业纷纷发力,推动核聚变技术的商业化进程。
在上游,国光电气、旭光电子、英杰电气等企业成为核聚变产业链的重要支撑。国光电气在2025年实现了偏滤器产品的批量生产,其营业收入和净利润均呈现快速增长。旭光电子则在高压真空开关管领域取得技术突破,为核聚变装置提供了关键部件。英杰电气则专注于加热电源的研发和生产,其产品在多个核聚变项目中得到应用。
中游的科研和工程领域,科研机构和企业紧密合作。中国科学院等离子体物理研究所(ASIPP)在EAST装置的运行和升级中发挥了关键作用,其科研成果为全球核聚变技术的发展提供了重要参考。民营企业如星环聚能也在负三角球形托卡马克技术上取得突破,其数字孪生系统为核聚变装置的设计和运行提供了新的思路。
下游的运营和维护方面,皖仪科技、王子新材、合锻智能等企业积极参与。皖仪科技在氦质谱检漏仪领域取得技术突破,为核聚变装置的真空系统提供了可靠的检测手段。王子新材则在金属薄膜电容器领域取得进展,为核聚变装置的电源系统提供了高性能材料。合锻智能则在真空室工艺方面取得创新,为核聚变装置的制造提供了技术支持。