可控核聚变概念与技术背景
1. 基本定义与原理
可控核聚变是通过人工控制轻原子核(如氘和氚)在高温高压条件下结合成较重原子核(如氦)并释放能量的过程。其核心目标是模拟太阳内部的聚变反应,实现持续、稳定的能量输出。与核裂变相比,可控核聚变具有以下优势:
- 燃料丰富:氘可从海水中提取,氚可通过锂增殖反应生成,理论上取之不尽。
- 清洁环保:几乎零碳排放,放射性废物极少且半衰期短。
- 安全性高:反应条件苛刻,一旦失控会立即停止,无核泄漏风险。
2. 技术路径与挑战
实现可控核聚变需满足劳森判据(高温、高密度、足够长的约束时间),目前主流技术路线包括:
- 磁约束(托卡马克、仿星器):利用超强磁场约束高温等离子体,技术成熟度高(如国际热核聚变实验堆ITER项目)。
- 惯性约束(激光打靶):通过激光压缩燃料靶丸触发聚变,能量利用率低但适合短脉冲实验(如美国国家点火装置NIF)。
- 其他路径:如引力约束(依赖天体级质量,不适用地球环境)。
核心挑战包括:
- 高温等离子体稳定性控制(如湍流扰动、磁面破裂)。
- 材料耐受性(如中子辐照损伤、超导磁体低温与高温共存)。
- 能量增益(Q值)突破(需实现输出能量远大于输入能量)。
3. 商业化前景
目前全球已掌握“点火”技术(如2022年美国NIF实现Q>1),但持续稳定发电仍需解决工程化难题。预计商业化需20-30年,潜在市场空间达万亿美元级别。
A股市场中的可控核聚变概念股
1. 核心企业及其业务关联
公司名称(代码) | 业务关联与核心技术 | 资料来源 |
---|---|---|
联创光电(600363) | 参股联创超导,提供高温超导磁体及低温制冷系统,参与可控核聚变装置建设。 | |
海陆重工(002255) | ITER项目设备供应商,具备核安全压力容器制造能力;参与钍基熔盐实验堆研发,拥有核级专利19项。 | |
安泰科技(000969) | 子公司安泰中科为EAST和ITER提供钨基材料、偏滤器等核心部件;布局可控核聚变配套材料研发。 | |
久立特材(002318) | 国内唯一ITER项目PF导体不锈钢管供应商,核级管道技术领先。 | |
国光电气(688776) | 为ITER提供偏滤器、屏蔽模块等核心部件,技术壁垒高。 | |
永鼎股份(600105) | 子公司东部超导生产高温超导带材,用于聚变装置磁体绕制,但业务收入占比有限。 | |
兰石重装(603169) | 参与聚变堆真空室、偏滤器预研,具备核能装备制造经验。 | |
高澜股份(300499) | 提供聚变装置热管理系统解决方案,覆盖超导磁体冷却技术。 |
2. 产业链布局
- 上游材料:钨合金(安泰科技)、高温超导带材(永鼎股份、联创光电)、不锈钢管(久立特材)。
- 中游设备:真空室(海陆重工)、磁体(联创光电)、激光器(国光电气)。
- 下游应用:参与ITER等国际项目,布局未来核聚变发电站建设。
港股市场中的可控核聚变概念股
1. 相关企业及业务
公司名称(代码) | 业务关联与核心技术 | 资料来源 |
---|---|---|
正道集团(01188) | 与iAuto合作获得低温可控核聚变模组(氘氘燃气)的亚洲独家经营权,计划用于微型涡轮发电机替代传统燃料。 | |
上海电气(02727) | 承担HH-70全高温超导托卡马克装置的外真空杜瓦、真空室及冷屏制造,参与EXL-50U紧凑型聚变装置研发。 |
2. 技术特点与挑战
- 正道集团:依托iAuto的低温核聚变技术,但技术成熟度存疑,商业化路径尚不明确。
- 上海电气:在磁约束装置制造领域技术领先,但需突破材料耐受性和系统集成难题。
总结与展望
- 技术前景:可控核聚变被视为解决能源危机的终极方案,磁约束路线(尤其是托卡马克)目前进展最快,超导材料突破加速商业化进程。
- 投资逻辑:A股关注高温超导材料(联创光电、永鼎股份)、核心设备(海陆重工、国光电气);港股需警惕技术不确定性,关注上海电气的工程化能力。
- 风险提示:
- 技术研发周期长,商业化落地可能延迟。
- 部分企业业务关联度较低,业绩贡献有限(如永鼎股份超导业务占比不足5%)。
(注:以上数据截至2025年4月,市场动态可能变化,投资需参考最新信息。)
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