机械一周解一惑系列：可控核聚变最新进展及其系统结构拆分

本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 1 一周解一惑系列： 可控核聚变最新进展及其系统结构拆分 2025 年 03 月 09 日 ➢ 本周关注：恒立液压、灿勤科技、三一重工、博众精工 ➢ 可控核聚变商业化进展不断推进。可控核聚变美国聚变工业协会发布的《2024 年聚变能产业报告》显示，核聚变产业在世界范围内已吸引超过 71 亿美元的投资，全球核聚变企业总数达 45 家，其中包括中国的新奥能源、能量奇点等。此外 2025 年以来，可控核聚变领域技术突破不断：1）3 月 6 日国光电气携手天府创新能源研究院，布局聚变裂变混合能源产业。2）2 月 28 日，中国核电、浙能电力拟分别增资 10 亿元、7.5 亿元参股中国聚变能源有限公司，前瞻性布局核聚变能源领域。3）2 月 28 日，美国核聚变商业公司-Helion Energy 宣布计划在华盛顿马拉加建造世界首座核聚变发电厂。4）1 月，EAST装置首次完成了 1 亿摄氏度 1066 秒“高质量燃烧”。 ➢ 我国计划在 2050 年前后建成商业聚变示范电站，实现磁约束聚变能源的商业化应用。自 20 世纪 90 年代起，我国稳步推进托卡马克研究，先后建成了合肥超环（HT-7）（目前退役）、中国环流器二号（HL-2A）、东方超环（EAST）等装置，相关装置的建设和运行为我国聚变研究提供了重要平台。为了推进聚变能源商业化的目标，我国自主制定了磁约束聚变能源发展路线图，分为 3 个关键阶段：推动 CFETR 立项并开始装置建设，形成聚变技术实践的基础条件；计划 2035 年完成 CFETR 建设，调试装置运行并进行物理实验，逐步验证聚变能源的可行性与稳定性；在 CFETR 装置上进行磁约束聚变能源的难点技术探索，计划 2050 年前后建成商业聚变示范电站，实现磁约束聚变能源的商业化应用。 ➢ 可控核聚变当下主要面临能量平衡、氚自持、可利用率、耐辐照能力 4 个方面的难题。能量平衡、氚自持、可利用率、耐辐照能力 4 个指标最为关键，可用于各种聚变堆的技术性能差异比较。聚变能源发展需要跨越 4 个里程碑节点：节点 1 为当前的领域最优水平；节点 2 为 ITER 水平；节点 3 为聚变商业示范堆（DEMO）水平；节点 4 为第一代商业堆水平。近年来，各种聚变技术路线均取得显著进步，但面向能源应用的聚变技术路径尚未获得闭环验证，相应开发工作面临着多重挑战。跨越这 4 个节点后，聚变能源还面临经济竞争力差的困境。 ➢ 托卡马克装置主要包含磁体系统、偏滤器系统、真空室系统、屏蔽包层系统等核心子系统。1）在磁约束可控核聚变装置中，产生约束磁场的磁体系统扮演着核心角色，其磁场强度与均匀性对于整个装置的性能与效率均有着重要影响。2）作为托卡马克装置中最重要的组成部分，偏滤器由穹顶板、内外靶板、抽气系统和冷却系统组成。EAST 装置中内、外靶板是受等离子体轰击最激烈的区域，同时也是装置中热负荷最严苛的区域。3）真空室位于磁体与冷屏之间，包含主体和窗口两个部分。主体是一个环截面为 D 型的双层结构，由位于地面上的柔性重力支撑部件支撑着。在内外壳之间填充硼化冷却水以屏蔽中子，为聚变反应的安全进行提供第一道安全屏障。4）ITER包层根据功能可以分为屏蔽包层和增殖包层。屏蔽包层的作用主要是屏蔽中子辐射、减少放射性物质扩散以及保护真空室、磁体等，而增殖包层的主要作用是增殖氚以实现燃料自持。 ➢ 投资建议：建议关注可控核聚变相关标的：联创光电、国光电气。 ➢ 风险提示：1）可控核聚变突破不及预期。2）下游需求波动风险。3）国内外政策推动不及预期。 推荐 维持评级 [Table_Author] 分析师 李哲 执业证书： S0100521110006 邮箱： lizhe_yj@mszq.com 分析师 占豪 执业证书： S0100522090007 邮箱： zhanhao@mszq.com 相关研究 1.一周解一惑系列：看好工程机械投资机会-2025/03/03 2.一周解一惑系列：折叠屏持续迭代，苹果有望入局-2025/02/19 3.机械行业 2024 年业绩预告综述：料峭春寒，梅花点点-2025/02/11 4.一周解一惑系列：机器人 x 具身智能的再思考-2025/02/10 5.一周解一惑系列：电梯新装市场有望企稳，后市场逐步放量-2025/01/20 行业专题研究/机械 本公司具备证券投资咨询业务资格，请务必阅读最后一页免责声明 证券研究报告 2 目录 1 可控核聚变最新进展 ................................................................................................................................................. 3 1.1 可控核聚变商业化进展不断推进 ..................................................................................................................................................... 3 1.2 我国磁约束聚变研究整体规划 ......................................................................................................................................................... 4 1.3 可控核聚变当下待解决核心问题 ..................................................................................................................................................... 6 2 托卡马克装置系统结构拆分 ....................................................................................................................................... 8 2.1 磁体系统 ............................................................................................................................................................................................... 8 2.2 偏滤器系统 ........................................