可控核聚變專題報(bào)告：從科幻到商業(yè).pdf

可控核聚變專題報(bào)告：從科幻到商業(yè)。可控核聚變的優(yōu)勢和原理：核聚變能即小質(zhì)量元素的原子核（通常是氘和氚）聚合成為重核所釋放的能量。與核裂變相比，可控 核聚變釋放能量大，原料來源豐富，安全可靠、不產(chǎn)生放射性廢物，2023年國務(wù)院國資委啟動(dòng)實(shí)施未來產(chǎn)業(yè)啟航行動(dòng)，明確可控 核聚變領(lǐng)域?yàn)槲磥砟茉吹奈ㄒ环较颉?ldquo;聚變”的實(shí)現(xiàn)需要同時(shí)滿足三個(gè)條件：足夠高的溫度、一定的密度和一定的能量約束時(shí)間 ，聚變的“可控”理論上通過可磁約束、激光約束和箍縮實(shí)現(xiàn)，目前世界上主流路線為磁約束裝置托卡馬克。

當(dāng)前進(jìn)展與商業(yè)化可能：1968年后蘇聯(lián)科學(xué)家發(fā)明的托卡馬克裝置成為主流路線，并經(jīng)歷了托卡馬克→超導(dǎo)托卡馬克→全超導(dǎo)托 卡馬克的技術(shù)迭代升級(jí)。2006年，中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國等正式簽署ITER協(xié)定并于2007年成立ITER國際 組織實(shí)施計(jì)劃，項(xiàng)目總計(jì)劃投資高達(dá)200億歐元。2023年，美國NIF裝置創(chuàng)造能量凈輸出記錄，日本JT-60SA也成功實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火，我 國EAST裝置也不斷刷新等離子體運(yùn)行記錄。據(jù)美國聚變能協(xié)會(huì)FIA統(tǒng)計(jì)，截至2023年初全世界核聚變公司吸引了超過60億美元的 投資，全球43家聚變能公司中有26家認(rèn)為聚變供電將在2035年之前實(shí)現(xiàn)，19家認(rèn)為屆時(shí)聚變發(fā)電將具備商業(yè)可行性。我國目前有 2個(gè)前期建設(shè)階段項(xiàng)目，總投資計(jì)劃接近300億元，將為相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈提供重大機(jī)遇。

可控核聚變產(chǎn)業(yè)鏈：可控核聚變產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料，包括第一壁材料鎢、高溫超導(dǎo)帶材原料REBCO和氘氚燃料；中游為相關(guān)設(shè)備，核心設(shè)備包括超導(dǎo)磁體、第一壁和偏濾器，其中超導(dǎo)磁體占總投資成本約40-50%。高溫超導(dǎo)磁體可大幅提升磁場強(qiáng)度，是裝 置運(yùn)行的核心部件，第一壁的作用是控制進(jìn)入等離子體的雜質(zhì)、傳遞輻射到材料表面的熱量等，偏濾器的作用是控制等離子體與 真空室壁面的相互作用，減少壁面的熱負(fù)荷和粒子轟擊；產(chǎn)業(yè)鏈下游為應(yīng)用環(huán)節(jié)，核聚變技術(shù)主要用于發(fā)電、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域 。