仿星器

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可控核聚变行业深度
2025-06-18 08:54
纪要涉及的行业和公司 - **行业**:可控核聚变行业、核裂变行业 - **公司**:Helion Energy、西部超导、精达股份、上海超导、合锻智能、国光电器、安泰科技、旭光电子、雪人股份、综合科技、佳电股份、中广核矿业、中国核建、中岩大地、利伯特 纪要提到的核心观点和论据 - **全球核聚变技术发展迅速**:各国加大资本和政策支持,创新型国企融资增加,中美涌现创新公司;托卡马克、仿星器及 FRC 装置技术路线均有进展;超导材料和 AI 赋能加速核聚变发展,预计 2040 年成本或与风电看齐 [1][3][4] - **中国在可控核聚变领域取得重要进展**:EAST 装置和中国环流器 3 号刷新记录,托卡马克装置取得重大突破;中科院等离子所加快项目招标,上海聚变科学研究中心启动大装置招标,规模不亚于国际先进水平 [1][5] - **可控核聚变技术面临挑战**:核心挑战是实现足够高的温度、密度和时间积累;需利用磁场约束等离子体,规避外壁腐蚀,但磁约束控制难以避免湍流现象,需要构造足够耐腐蚀、高温高压材料 [1][6] - **全球主要国家加大对可控核聚变投资**:截至 2024 年 7 月,投资额同比增长 57.2%,达 71 亿美元;私营公司如 Helion Energy 获重要融资,其 FRC 路线发展到第七代 Polaris,具有较大潜力 [1][7] - **核裂变与核聚变是相反过程**:裂变是重原子分裂释放能量,聚变是轻元素合成,需极端条件 [1][8] - **人工智能在核聚变研究中发挥重要作用**:包括模拟预测、数据分析和处理,优化反应堆几何形状和运行参数,提高核聚变效率和稳定性;AR 模型应用可大幅提升研发效率 [3][4][10] - **核聚变技术的创新路线**:主要包括仿星器、磁镜装置和场反转配置(FRC);FRC 具有系统结构简单、造价与运行成本低、商业化潜力大的特点 [9] - **惯性约束核聚变技术取得重大进展**:商用民用领域应用较少,但已实现重大进展;代表性的装置包括美国国家点火装置(NIF)和法国 ELM,中国工程物理研究院绵阳九院的神光一二装置也取得显著成果 [11] - **ITER 项目不断取得有序进展**:计划 2034 年启动运行,2036 年进行全池试验,到 2039 年开始氘氚核聚变实验;尽管多国合作带来一定分歧,但仍是全球最具规模且最为重要的国际合作项目之一 [14] - **中国三代堆及四代堆发展潜力巨大**:三代堆以华龙一号为代表,四代堆包括高温气冷堆与快堆,高温气冷堆已投产,快堆正在建设中;中国进入举国体制时代,在三代堆拓展到四代堆以及未来可能发展的融合堆方面具有巨大潜力 [15] - **核融合产业链各环节成本拆分明确**:典型托卡马克项目总投资规模约为 1000 亿元,其中超导材料占比最大,为 40%以上;偏滤器及包层材料占比 20%左右;电源系统占比 15%以上 [16] - **FRC 装置的电源系统要求较高**:关键点在于线圈电流迅速上升以达到磁场反转效果,对瞬间关闭和放开的要求极高,通常需要相关电容器和真空开关来实现微秒级别的瞬间能量释放 [17] - **核裂变领域部分公司表现突出**:综合科技、佳电股份等公司在三代堆业绩释放及四代堆储备方面表现突出;中广核矿业签订长协合同显示出较高业绩弹性;中国核建、中岩大地、利伯特是核电施工建设方面的重要标的 [18] - **旭光电子在可控核聚变领域具有优势**:早在 2020 年就与等离子所合作过长脉冲、高功率电子管项目,为国内独供角色;电子管作为高耗能耗材,使用周期一般为一年左右 [20] - **2024 - 2026 年是三代堆业绩强释放期**:2022 年核准的 10 台机组不会立即开工建设,审批和建设需要时间;从 24 年开始到 26 年,将是三代堆业绩强释放期,三代堆相关标的业绩确定性非常高 [21] - **核聚变与裂变板块整体投资前景较好**:无论是裂变还是可控核聚变,从三代堆到四代堆以及未来的发展路径,都具有较强投资前景;三代堆有确定性增长,可控核聚变更具估值和业绩弹性 [22][23] 其他重要但是可能被忽略的内容 - 2025 年以来,可控核聚变行业在资本市场表现亮眼,裂变和核聚变领域都获得了相对不错的超额收益 [2] - 谷歌 DeepMind 与瑞士洛桑联邦理工学院合作,以及普林斯顿团队在 2024 年 2 月和 10 月实现了突破性的 AR 模型应用,将等离子体温度提高了 1000 万倍 [10] - 中国工程物理研究院绵阳九院的神光一二装置在惯性约束核聚变技术方面取得显著成果 [11] - 中科院 BEST 项目于 2025 年 3 月顺利完成顶板浇筑,标志着工程进入全面分区完工交付阶段 [12] - 中科院等离子体物理研究所自 2025 年 3 月以来持续进行核心设备招标,包括预算金额达 2 亿元的 170MHz 回旋管及 3500 万元低温透屏测试冷箱 [13] - 中岩大地在岩土工程软土地基处理上表现优异,已获得超过 3 亿元订单,并且随着核电机组数量增加,每年至少会有三四台基础设施项目,对其业绩有较大推动作用 [18] - 利伯特专注工业模块设计,其业绩弹性较高 [19]
聚变磁约束结构仿星器VS托卡马克
2025-06-18 08:54
纪要涉及的行业和公司 - **行业**:核聚变行业 - **公司**:国光电气、安泰科技、合顿智能、上海电气、西部超导、有研股份、金达股份、上海超导、永鼎股份、王子新材、埃克赛博、英杰电气、旭光电子、宏讯科技、范亚电气 纪要提到的核心观点和论据 - **一级市场积极推进仿星器路线**:德国 Fusion 完成 1.3 亿欧元融资,计划 2030 年初建成 1GW 规模聚变电站[1][7] - **仿星器与托卡马克各有优劣**:托卡马克外形圆形、对称性好,但等离子体电流驱动可能致不稳定;仿星器无需等离子体电流驱动、运行更稳定,但磁场结构复杂、约束性能稍逊且设计挑战大[4][5] - **应关注核聚变综合指标**:可控核聚变需考量温度、等离子密度及能量约束时间即核聚变三重级,单一因素无法全面反映实现程度,如德国 W7 - X 放电 43 秒但三重级水平与中国 EAST 相当甚至略高[1][8] - **国内核聚变研究进展显著**:华南区 3 号装置达到并超过 1.6 亿度最佳点火温度,未来进展可能加速[1][9] - **2025 下半年至年底核聚变领域或受多重因素催化**:包括政策支持、产业发展(上海超导上市、多个项目招标)、欧盟聚变战略发布及英国投资计划等[1][9] - **关注核聚变相关个股关键及核心部件**:如偏滤器 DEB、真空室、低温超导材料等,相关公司有国光电气、安泰科技等[2][10] 其他重要但可能被忽略的内容 - **磁约束装置主流结构**:包括托卡马克、仿星器、反场箍缩、球马克和磁镜等,托卡马克和仿星器占绝对主流[4] - **仿星器发展历史及全球进展**:概念 1951 年由美国提出,日本和德国造诣深厚,德国 W7X 于 2015 年成功放电,中国西南交通大学与日本联合研发填补国内空白[6] - **仿星器优化方向及进展**:集中在模块化线圈系统制造等,德国 W7 - X 实现 43 秒放电,德国 Fusion 计划 2027 年前验证关键硬件[7] - **仿星器与托卡马克国内外发展情况**:国内以托卡马克为主力,仿星器有进展,海外两者发展速度快,未来国内可能加大仿星器投入[11]
一周解一惑系列:聚变磁约束结构仿星器VS托卡马克
民生证券· 2025-06-16 16:43
报告行业投资评级 - 维持“推荐”评级 [5] 报告的核心观点 - 磁约束是当下实现可控核聚变的最佳方式,主流磁约束装置是托卡马克和仿星器,托卡马克有电流驱动的不稳定性问题,先进仿星器有诸多优势且 W7 - X 创造了核聚变三重积新纪录,建议关注可控核聚变相关标的联创光电、国光电气 [1][2][3][4] 根据相关目录分别进行总结 1 托卡马克 VS 仿星器 1.1 磁约束是当下实现可控核聚变的最佳方式 - 核聚变开发困难,分为惯性约束和磁约束核聚变,磁约束核聚变是当前最可能率先实现可控核聚变能源的方式,其利用强磁场将高温等离子体约束在“磁笼”中,避免容器壁与高能粒子直接接触 [1][9] - 磁约束核聚变反应步骤为加热燃料气体形成等离子体并建立磁场约束,再加热等离子体使其达较高参数,最后让热等离子体在磁场中进行核聚变反应获得聚变能,氘和氚是聚变核燃料,核聚变能源原料几乎取之不尽 [13] 1.2 仿星器发展介绍 - 1951 年美国普林斯顿大学提出仿星器装置,最初仿星器粒子约束性能差,苏联托克马克装置取得进展后国际聚变研究机构转向托克马克研究,但日本、德国坚持研究仿星器,德国先后建设多个仿星器取得成果 [21] - 2010 年日本 LHD 仿星器获超高密度等离子体,2017 年获高温等离子体,世界最大仿星器 W7 - X 于 2015 年底投入运行并取得成果,我国正在建造首台准环对称仿星器 CFQS,它结合了仿星器和托卡马克优点 [24][29] 1.3 先进仿星器标准及其后续优化方向 - 先进仿星器标准包括模块化线圈系统制造技术可靠、生成良好磁面、等离子体热压和磁压之比上升到 5% 时 MHD 平衡稳定、有更低新经典输运、足够小或无自举电流、对高能粒子良好约束 [36] - 先进仿星器相比传统仿星器提高了对等离子体的约束,减小新经典输运、增强磁流体稳定性,引入模块化线圈设计使线圈设计等更简便,优化三维线圈系统是仿星器研究重点 [37] 1.4 全球最大仿星器 W7 - X 核聚变三重积创造新纪录 - 2025 年 5 月 22 日,德国 W7 - X 仿星器创造核聚变三重积新纪录,在 43 秒等离子体放电中表现稳定,超越所有托卡马克装置运行纪录,虽运行时长不如中国东方超环,但等离子体密度更高,聚变三重积稍高,标志仿星器技术路线在商业聚变电站竞赛中展现强劲实力 [3][41] 1.5 聚变三重积为什么这么重要? - 聚变三重积是可控核聚变的“及格线”,超过临界值聚变反应才能自给自足,产生能量超过投入能量,不同理论判据结果可表示成温度、等离子密度、能量约束时间三者乘积,最佳温度 1.6 亿度时三重积为 2.59×10^21,各类核聚变实验目标温度设定在 1 亿到 2 亿度之间 [44][45][49] - 德国初创企业 Proxima Fusion 获 1.3 亿欧元 A 轮融资,采用仿星器路径,预计 2027 年前实现关键硬件验证演示,2030 年代初建设 1GW 规模聚变电站 [49][50][52] 2 相关标的 2.1 联创光电 - 主营业务包括激光系列及传统 LED 芯片产品、智能控制系列产品、背光源及应用产品、光电通信与智能装备线缆及金属材料产品 [54] - 在可控核聚变方面聚焦超导产业,创建实验室,完成光伏级高温超导磁控单晶生长设备样机生产及调试,实现产业化并获批量化订单,将高温超导集束缆线技术应用于可控核聚变高场磁体研制,还与中核聚变、中核集团有相关合作计划 [55] 2.2 国光电气 - 公司从事微波器件研制生产超 60 年,是国内专业从事真空及微波应用产品研发、生产和销售的高新技术企业,产品广泛应用于航空、航天、核工业、新能源等领域 [56] - 公司核工业设备及部件产品包括 ITER 配套设备等,如偏滤器已应用于 HL - 3 等托卡马克装置,还完成 ITER 屏蔽模块热氦检漏设备制造调试,参与新的钨第一壁研制进入样件生产阶段,研制出多种 ITER 工艺设备 [57][60][61]
“万亿市值潜力”?欧洲核聚变初创企业吸引创记录投资
华尔街见闻· 2025-06-12 08:33
融资里程碑 - 德国初创公司Proxima Fusion获得1.3亿欧元融资,创欧洲核聚变领域最大规模融资纪录,由Cherry Ventures和Balderton Capital领投 [1][2] - 公司两年前成立时仅获700万欧元种子资金,脱胎于德国马克斯·普朗克等离子体物理研究所 [2] - 投资方认为该公司有潜力成为万亿美元规模企业,称其代表欧洲解决人类重大挑战的能力 [2] 技术路线差异 - Proxima专注开发"仿星器"聚变装置,与传统主流"托卡马克"技术形成差异化竞争 [3] - 仿星器设计更复杂但等离子体稳定性更强,公司认为更适合商业电厂转化 [3] - 托卡马克路线在美国获得更多资金支持,如Commonwealth Fusion Systems融资18亿美元,Helion融资4.25亿美元 [3] 商业化路径规划 - 融资将用于2027年前建造"恒星器模型线圈"磁铁装置,被视为技术突破关键节点 [4] - 计划2031年前建造10亿欧元示范工厂,部分资金可能来自欧洲政府资助 [4] - 目标在2030年代建成首座商业聚变电站,但承认商业化仍存在巨大不确定性 [4] 行业竞争格局 - 全球核聚变领域尚未实现能量净输出,部分科学家认为商业化还需数十年 [4] - 投资方承认核聚变投资风险与传统软件投资完全不同,但对公司团队和技术能力保持信心 [4]
新理论解决“仿星器”粒子泄漏研究难题 有望使聚变反应堆研制速度提高10倍
科技日报· 2025-05-13 07:25
来自美国得克萨斯大学奥斯汀分校、洛斯阿拉莫斯国家实验室和第一型能源集团的研究团队发现了一种 更快、更准确的方法来修复聚变反应中的磁场缺陷,解决了寻找"仿星器"中粒子泄漏位置的难题。研究 人员称,这一进展是设计聚变反应堆的范式转变,有望使研制仿星器的速度提高10倍。相关论文近期发 表于《物理评论快报》杂志。 值得一提的是,这种新方法还有助于解决另一种流行的磁约束聚变反应堆设计,即托卡马克中一个类似 但不同的问题。托卡马克设计中存在失控电子的问题,高能电子可能在周围的墙壁上打出空洞。这种新 方法可以帮助识别磁场中这些电子可能泄漏的缝隙。 (文章来源:科技日报) 为了节省时间和金钱,科学家和工程师通常会采用一种更简单的方法来确定缝隙的近似位置,即微扰理 论。但这种方法准确性较低,从而减缓了仿星器的开发进程。而此次研究团队提出的新方法基于对称理 论,为理解该系统提供了全新视角。 利用新方法,团队或能更准确地绘制出粒子的潜在泄漏点,这为提高反应堆的安全性和效率提供了有力 工具。团队表示,尽管磁聚变设计仍存在其他重大挑战,但这一进展解决了自70多年前首次提出仿星器 以来就有的最大难题。 仿星器的概念于20世纪50年代提出 ...
可控核聚变深度:终极能源的短期变化与后续展望
2025-05-06 10:27
纪要涉及的行业 可控核聚变行业 纪要提到的核心观点和论据 - **行业进展**:合肥 EAST 项目提前两月启动并首次演示发电能力,ITER 完成核心脉冲超导电磁体系统组件建造,环流 3 号改造等项目启动招标,总投资达数亿元[2] - **产业化进展**:从科学验证转向工程验证,建设和设计招标持续启动,2027 年左右工程可行性实验堆将运行[3][4] - **中国贡献**:核工业西南物理研究院和中科院等离子体物理研究所牵头国家级项目,民营企业实现实验装置快速迭代,合肥创造新的世界纪录[5] - **全球举措**:美国、英国、日本、欧盟等主要经济体发布政策和路线图,推动可控核聚变商业化[1][6] - **发展趋势**:各国科研及工程验证落实,资本市场关注度增加,形成共振效应加速产业化[7][8] - **发展方向**:商业化预计在 2035 年或 2040 年后,此前进行实验堆建设和设备招标,2025 年后技术进步明显[1][9] - **驱动因素**:人工智能提升控制和装置设计能力,二代高温超导材料提升磁场强度并降低成本[3][10] - **海外进度**:2025 年以 CVD 设备为代表的项目进入招标阶段,预计下半年更多项目招标开工[11] - **设备端情况**:设备在总投资中占比高,随着项目招标,设备端将受益于市场规模增长[12] - **市场规模预期**:实验堆建设、新兴技术和海外商业化推动行业提速,扩大市场规模[13] - **2025 年趋势**:被认为是行业重要元年,项目进入建设装备阶段,潜在投资者规模几百亿量级,产业链进入订单兑现阶段[3][16] - **产业链关注环节**:实验堆建设核心环节包括磁体系统、偏滤器等,应关注涉及核心组件制造的企业[17] - **关键节点**:从科学验证迈向工程验证,2027 - 2030 年国内部分项目预计运行,2025 年进入攻坚阶段[18] 其他重要但是可能被忽略的内容 - 截至 2024 年,全球惯性约束聚变堆约 45 座,托卡马克路线装置约 22 座,单座托卡马克装置总投资约 12 亿美元,若采用高温超导技术设备端市场规模可达 148 亿美元[14] - 中石油参股中国巨源新能源,持有 57%股权,宏基资本持有 20%,鼎石资本持有 11.8%[7] - ITER 项目中磁体系统成本占比达 28%,高温超导技术下磁体成本仍占 12%左右[17] - 涉及核心组件与设备制造的公司有联创光电、永鼎股份、银龙股份、金达股份、国光电器和能智能等[17][19]
3倍的疯狂
猫笔刀· 2024-11-21 22:17
市场行情分析 - A股成交额维持在1.6万亿地量区间 中位数微跌0.1% 连续3天横盘后市场情绪可能转向多头[4] - 可控核聚变概念板块爆发 11只小盘股涨停 但多数公司与新研发的准环对称仿星器无直接关联[4] - 科创板表现突出 寒武纪大涨8% 市值超2100亿 机构对其2025年盈利预期存在分歧[4] - 市场风格小幅偏向小盘股 中证2000指数涨0.36% 微盘股指数涨0.96%[5] 行业动态 - 比特币逼近10万美元大关 微策略公司持续加仓 累计持有30万枚比特币 市值达300亿美元[5] - 拼多多Q3营收993亿元 低于预期的1028亿元 调整后每股收益18.59元 盘前交易跌10%[5] - 英伟达Q3利润193亿元 同比增109% 占据全球AI芯片80-95%市场份额[5] - 上证180ETF将迎200亿增量资金 8家基金同时申报相关产品[5] 技术进展 - 国内自主研发准环对称仿星器取得突破 该设备通过磁场约束核聚变元素 为实验装置奠定基础[4]