1 核聚變能具有諸多突出優(yōu)點，被視為人類理想的終極能源

核能是一種高效且清潔的能源，源于物質(zhì)元素的原子核發(fā)生變化時釋放的能量，通常稱為核能。與支持生命的化學能不同，核能來自原子的核內(nèi)，而化學能則涉及核外能量，參與生命過程的化學反應不會導致原子核的變動。

核能釋放的能量主要分為兩類：

（1）核裂變（nuclear fission），指重元素的原子核（通常采用鈾、钚、釷等）分裂為較輕元素的原子核時釋放的能量，稱為核裂變能；

（2） 核聚變（nuclear fusion），指小質(zhì)量元素的原子核（通常采用氫的同位素氘和氚）聚合成重核時釋放的能量，稱為核聚變能。

核聚變能具有燃料豐富、清潔、安全性高、能量密度大等突出優(yōu)點，被視為人類理想的終極能源。

優(yōu)勢：

原料儲量極其豐富，氘可以從海水中廉價提取，而氚則可以利用聚變產(chǎn)生的中子與豐富的天然鋰反應產(chǎn)生；

其次，燃燒”每單位質(zhì)量的燃料釋放出的能量非常大，理論上，只要有幾克這些反應物，就可以產(chǎn)生一萬億焦耳的能量，這大約是一個發(fā)達國家里一個人 60 年所需的能量；

此外，核聚變能源對環(huán)境的污染輕，聚變產(chǎn)物沒有放射性。

核聚變已有氫彈的應用，難的是可控，也就是可控核聚變，使得聚變能源可 以在控制的情況下實現(xiàn)安全、持續(xù)、平穩(wěn)的能量輸出。

1.2 核聚變的三種約束方式

核聚變反應對于溫度的要求非常高，通常需要達到上億攝氏度。

通常對于此類高溫等離子體的約束方式有 3 種：

1 引力約束

最典型的引力約束核聚變是太陽的發(fā)光發(fā)熱。

由于太陽的巨大質(zhì)量，它能夠 利用自身的引力將核燃料緊密束縛在一起。在這種極端高溫高壓的環(huán)境中，核燃料發(fā)生核聚變反應，從而釋放出大量能量。目前人類現(xiàn)有的技術尚無法在地面上構建可以實現(xiàn)引力約束的反應堆。

2 慣性約束 

慣性約束是一種常用的核聚變約束方式，通常通過高能激光或粒子束將燃料 加熱并壓縮成等離子體。在自身慣性作用下，等離子體在極短的時間內(nèi)無法向外 擴散，從而被壓縮到高溫和高密度的狀態(tài)，進而發(fā)生核聚變反應。這種約束方式的時間尺度較短，形成的等離子體具有較高的溫度和密度特征，且需要大量 的能量輸入和精確的控制技術。

3 磁約束 

磁約束被認為是目前最有前景的實現(xiàn)大規(guī)模受控核聚變反應的方法，目前研 究的裝置包括托卡馬克、仿星器、反向場箍縮及磁鏡等。帶電粒子在磁場中傾向 于沿著磁力線運動，而橫越磁力線的運動則會受到限制，因此磁場可以有效地約 束帶電粒子。磁約束核聚變通過外部加熱手段提升燃料的溫度，使其完全電離形 成等離子體。采用特殊結構的磁場將包含燃料離子和大量自由電子的高溫等離子 體限制在一個有限的空間內(nèi)，從而控制其進行核聚變反應并釋放能量。增強的磁 場可顯著減小帶電粒子橫越磁力線的擴散和導熱，使高溫等離子體與反應容器的 壁面隔離，從而保護容器壁免受高溫的侵蝕。采用托卡馬克裝置的磁約束技術路 線，通常被認為主流的核聚變技術路線，是最有可能率先成功的方式。全球最大 “人造太陽”國際熱核聚變實驗堆（ITER），即采用了托卡馬克裝置。

 國內(nèi)外可控核聚變進展如何

全球維度來看，托卡馬克是主流路線，中國近幾年開始發(fā)力托卡馬克約占目前全球聚變裝置的50%，是最主流方案。從左下圖可以看到， 托卡馬克一直是聚變裝置的主流，截至 2024 年，托卡馬克路線約占全球聚變裝 置的 50%。托卡馬克、仿星器、激光慣性、其他路線分別有 79 臺、23 臺、12 臺、 45 臺。近年來，除托卡馬克之外的技術路線增長比較快，目前還是多種技術路線 并行探索開發(fā)階段。

截至 2024 年，全球聚變裝置大部分還是實驗設 計階段，合計有 139 臺，約占 88%；聚變電站合計有 20 臺，約占 12%；從地區(qū)分 布情況來看，北美、歐洲、亞太區(qū)在電站建設進度上領先，亞太在實驗堆方面數(shù) 量最多。

美國對聚變項目的股權投資在歷史上領先，近三年來中國投資發(fā)力明顯。歷 史上，對聚變能源的投資約 70%發(fā)生在美國。從 2023 年開始除美國之外的更加多的國家對于聚變能源公司的股權投資力度加強，包括中國、加拿大、法國、德 國、以色列、日本和瑞典。其中，中國的投資自 2022 年開始明顯加大

中國對于可控核聚變的商業(yè)化投入從 2022 年開始加速，目前國內(nèi)商業(yè)化可 控核聚變公司主要有以下幾家：

聚變能源 

成立于 2023 年，是合肥等離子體所在磁約束核聚變領域的唯一成果轉(zhuǎn)化平 臺。合肥等離子體，全稱中國科學院合肥物質(zhì)院等離子體物理研究所，和核工業(yè) 西南物理研究院，基本代表著中國可控核聚變技術的最高水平。l 新奧能源 以燃氣供應起家的新奧集團，旗下新奧科技發(fā)展有限公司于 2017 年開啟可 控核聚變研究?，F(xiàn)在正在重點布局球環(huán)形氫硼聚變技術，并于 2022 年選擇確定 了商業(yè)化優(yōu)勢獨特的球形環(huán)氫硼聚變技術路線，擬定于 2035 年進入聚變堆階段。

能量奇點 

成立于 2021 年，由多名理論物理、等離子體物理和高溫超導領域的海外歸 國專家聯(lián)合創(chuàng)辦，其創(chuàng)始人楊釗 2009 年入讀北京大學物理系，之后又在斯坦福 大學物理系攻讀了理論物理方向博士。2024 年 6 月，由能量奇點研發(fā)建造的托 卡馬克裝置“洪荒 70”，實現(xiàn)等離子體放電，成為全球首臺由商業(yè)公司建造的全超 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 17 導托卡馬克，以及全球 4 臺在運行的全超導托卡馬克導托卡馬克，以及全球 4 臺在運行的全超導托卡馬克之一，同時也創(chuàng)造了全球超 導托卡馬克裝置研發(fā)建造的最快紀錄。 

星環(huán)聚能

成立于 2021 年，核心成員全部畢業(yè)于清華大學工程物理系，擁有超過 20 年 積累的可控聚變研究整體經(jīng)驗。目前，星環(huán)聚能正在設計新一代聚變驗證裝置 CTRFR-1，預計到 2027 年，公司將開始建設商業(yè)示范裝置，并且有可能在 2030 年前后展示基于自身獨特方案的商業(yè)化聚變電力輸出

3 相關上市公司 

可控核聚變產(chǎn)業(yè)鏈包括上游材料供應，中游超導磁體、第一壁相關結構、真 空模塊及下游的電站運營等。上游覆蓋有色金屬（鎢、銅等）、特種鋼材、特種氣 體（氘、氚）等原料供應。中游環(huán)節(jié)是產(chǎn)業(yè)鏈的核心，涉及到聚變技術的研發(fā)、 裝備制造以及相關軟件的開發(fā)。下游是核電建設和運營，應用場景包括發(fā)電、醫(yī) 療和科研等領域。

聯(lián)創(chuàng)光電（600363）：

公司成立于 1999 年，重點突出激光和高溫超導兩大產(chǎn) 業(yè)”的產(chǎn)業(yè)布局。超導材料是核聚變裝置的重要材料。聯(lián)創(chuàng)光電旗下的聯(lián)創(chuàng)超導 主要業(yè)務范圍涵蓋“高溫超導感應加熱”、“高溫超導磁控單晶硅生長設備”及“可控 核聚變”三大領域。已成功將高溫超導集束纜線技術應用于可控核聚變領域的高 場磁體研制，自主設計的 D 型超導磁體成功制備并通過低溫測試。 

永鼎股份（600105）：

子公司東部超導主營產(chǎn)品第二代高溫超導帶材及超導 應用產(chǎn)品。二代高溫超導帶材可廣泛應用于能源、電力、交通、醫(yī)療、軍事、重 大科學工程等領域。公司在第二代高溫超導帶材上采用了國內(nèi)獨有的 IBAD+MOCVD 的技術路線，研發(fā)出多種稀土替代和摻雜技術，所制備的超導材料 磁通釘扎性能優(yōu)異，在長度以及低溫磁場下性能方面達到了國內(nèi)外領先水平。目 前產(chǎn)品主要應用在超導感應加熱、超導磁拉單晶、可控核聚變磁體、超導電力裝 備等領域，保持與江西聯(lián)創(chuàng)光電、能量奇點、核工業(yè)西南物理研究院、國家電網(wǎng) 等客戶的密切合作關系。請務必閱讀正文之后的免責條款部分 19

安泰科技（000969）：

公司是國內(nèi)領先、國際一流的難熔金屬材料供應商， 專注于鎢、鉬、鉭、鈮、錸等極端高溫材料的研發(fā)及應用。公司是全球第三代核 電主泵推力盤、核聚變鎢銅復合偏濾器部件的核心供應商，助力我國人造太陽創(chuàng) 億度百秒世界紀錄。公司在核電領域擁有領先的技術優(yōu)勢，開發(fā)的難熔鎢鉬、鎳 基高溫合金帶材、金屬精密過濾裝置等產(chǎn)品為“華龍一號”、AP1000、CAP1400 等 多項核電技術提供配套產(chǎn)品；為核聚變裝置提供包括鎢銅偏濾器、包層第一壁、 鎢硼中子屏蔽材料等涉鎢全系列專用鎢銅部件。

海陸重工（002255）：

公司自 1998 年起涉足核電領域，而后取得民用核承壓 設備制造資格許可證。公司在民用核能領域累積了豐富的制造和管理經(jīng)驗，并完 成多個項目的國際、國內(nèi)首件（臺）制造任務。服務堆型包括但不限于二代+堆 型、三代堆型（華龍一號、國和一號、AP1000、VVER、EPR）、四代堆型（高溫氣 冷堆、鈉冷快堆、釷基熔鹽堆）以及熱核聚變堆（ITER）等，涵蓋了國內(nèi)外的各 核電機組。 

愛科賽博（688719）：

公司高能粒子加速器用特種電源有參與全超導托卡馬 克核聚變實驗裝置（EAST）；公司參與過中國環(huán)流器二號 M 裝置（HL-2M）項目。

精達股份（600577）：

公司投資的上海超導的高溫超導帶材產(chǎn)品，在全球核 聚變?yōu)榇淼母邎龃朋w的應用處于加速發(fā)展期，可控核聚變領域的下游客戶群體 包含全球范圍內(nèi)的多家核心的領先的核聚變研究群體及商業(yè)核聚變開發(fā)公司，超 導電纜在實踐應用中也獲得了運行驗證，長期運行情況良好。中郵證券研報