>> 長江證券-可控核聚變行業(yè)專題報告：核聚成能，眾志成城-250603
| 上傳日期： |
2025/6/3 |
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| 3918KB |
| 格式： |
pdf 共34頁 |
來源： |
長江證券 |
| 評級： |
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作者： |
趙智勇,臧雄,王賀嘉 |
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可控的核能均為安全、清潔、低碳、高能量密度的戰(zhàn)略能源
核能具有安全、清潔、低碳、穩(wěn)定、高能量密度等優(yōu)點，是人類未來理想的能源。核裂變的典型反應(yīng)如：鈾235的每個原子核中有92個質(zhì)子和143個中子，當(dāng)U-235原子核吸收額外的中子時，它會迅速分成兩部分，并釋放巨大能量。核聚變，又稱核融合、融合反應(yīng)、聚變反應(yīng)或熱核反應(yīng)，即兩個較輕的核結(jié)合而形成一個較重的核和一個極輕的核(或粒子)的一種核反應(yīng)形式。質(zhì)量小的原子，在一定條件下(如超高溫和高壓)，能讓核外電子擺脫原子核的束縛，兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起，發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，同時釋放巨大的能量
“可控核聚變”是能夠最終解決人類能源問題的重要途徑之一
核聚變的燃料來源更為豐富，如氘可以從海水中提取，預(yù)計可用時間久，有望最終解決人類能源問題。自進入工業(yè)社會以來，人類對原材料同能源的需求日益高漲，但迄今為止絕大多數(shù)原材料及能源均來自不可再生的地底礦物儲存。太陽和其他恒星發(fā)出的能量本質(zhì)上來自于核聚變反應(yīng)。想要有效利用核聚變能，人類就需要在地球上模擬這一過程，將聚變反應(yīng)限制在可控環(huán)境中，并實現(xiàn)對反應(yīng)過程的人工控制，以保證能量的持續(xù)穩(wěn)定輸出，這被稱為可控核聚變。核聚變能是通過輕元素（如氘和氚）聚合成更重元素時釋放的能量。與核裂變相比，核聚變的燃料來源更為豐富，氘可以從海水中提取，幾乎取之不盡，而氚可以通過鋰與中子的反應(yīng)在反應(yīng)堆中生成。據(jù)估計，核聚變能的潛在燃料儲量足以支持人類數(shù)萬年的能源需求
能量平衡是可控核聚變項目關(guān)鍵指標(biāo)，能量增益決定其經(jīng)濟性
能量平衡是可控核聚變商業(yè)化的關(guān)鍵指標(biāo)，未來可控核聚變的能量增益指標(biāo)或超過10。能量增益指標(biāo)（Q值）代表聚變反應(yīng)輸出的能量與外部輸入能量的比值，聚變放能和輸入能量相等是能量“得失相當(dāng)”條件（QSci=1），視為聚變科學(xué)可行性的門檻；輸出電能與輸入電能相等是工程意義上的能量“得失相當(dāng)”條件（QEng=1），視為聚變工程可行性的門檻?？煽睾司圩儼l(fā)展需要跨越4個里程碑節(jié)點，其中節(jié)點1為當(dāng)前的領(lǐng)域最優(yōu)水平；節(jié)點2為ITER水平；節(jié)點3為聚變商業(yè)示范堆（DEMO）水平；節(jié)點4為第一代商業(yè)堆水平。2025年4月，美國國家點火裝置（NIF）第八次點火成功，以2.08 MJ激光能量實現(xiàn)8.6 MJ聚變能量輸出，靶增益達4.13（2022年首次點火增益僅為1.53），創(chuàng)歷史新高
風(fēng)險提示
1、可控核聚變技術(shù)成熟度不及預(yù)期的風(fēng)險。目前多條可控核聚變技術(shù)均尚未成熟，如果后續(xù)試驗過程出現(xiàn)技術(shù)瓶頸或質(zhì)量問題、事故等可能導(dǎo)致項目延期甚至取消的風(fēng)險；
2、國家及地方政策支持力度不及預(yù)期的風(fēng)險。目前國內(nèi)大型可控核聚變項目由國家科研結(jié)構(gòu)、央國企或地方政府主導(dǎo)，如果未來政策上對該方向支持減少可能影響項目的進度。
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