低温超导材料

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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]
超导材料:供需紧张,核聚变加速的重要驱动
2025-06-16 23:20
超导材料:供需紧张,核聚变加速的重要驱动 20250616 摘要 超导材料分为低温和高温超导,前者已商业化应用于 MRI 等,但依赖昂 贵液氦;后者在磁悬浮、量子计算和核聚变有应用,但规模化制备仍面 临挑战,需降低成本并提升性能。 高温超导带材为多层结构,常用制备工艺包括 IBAD、PVD 和 CVD,其 中 PVD 法能生产平整薄膜。超导层制备方法有 PLD、MOCVD 和 MOD,各有优缺点,影响涂层导体性能。 国内外企业采用不同高温超导技术路线,如上海超导和胜驰科技用 PLD,永鼎股份控股的东布超导和 Superpower 用 MOCVD,上创超导 与美国超导用 MOD。工艺差异导致带材良率、长度和宽度不同。 超导材料在托卡马克装置中应用广泛,ITER 项目磁体投资占比约 28%,国内 EAST 项目磁体部分投资数十亿元。ITER 采用低温超导, Spark 等项目采用全高温超导技术路线。 核聚变行业加速发展,实验堆和工程示范堆规划启动,资本开支落地。 超导材料环节工序紧张,需求端提升,板块发展空间大,关注招标进展。 Q&A 超导材料的基本工艺和类型有哪些? 超导材料是指在温度降低到某一临界温度时电阻消 ...
可控核聚变近期进度更新及市场展望
2025-05-20 23:24
纪要涉及的行业和公司 - **行业**:可控核聚变行业 - **公司**:美国 CFS 公司、中国聚变新能公司、西部超导、北特科技、西电集团、荣信电子、保定天威、科聚变、巨能科技、科业电气、金一电器、安泰公司、东方钽业、尼索思、合肥聚能、合肥科业、法国 Ambion、Tales 公司、一重、二重、东方电气、上海电气、合肥核段智能、安必平、THALES 公司、南南资源公司、能量基点、信恳智能、新奥集团 纪要提到的核心观点和论据 - **技术进展**:激光聚变已突破科学可行性阈值,迈向工程可行性;托卡马克磁约束未完全达到科学可行性阈值,中国环流器十三号接近阈值但距 Q 值上限有差距,美国国家点火装置净能量增益 Q>5,验证实验装置优化可行性,但成本降低和商业应用仍需努力[1][3] - **项目进度**:ITER 项目进度推迟,预计 2040 年左右完成,比原计划推迟至少五年;各国同步研发小型化和新技术应用,未来一两年推进高温超导材料应用成熟化和进一步降本等关键节点[1][5] - **商业化趋势**:由私人资本主导,集中于小型化单项技术研发;磁约束寻求资金支持,磁惯性约束侧重中子源研究,纯惯性约束因高精度和激光器数量难以民用[1][6][7] - **国内项目情况**:由国家队主导,西南物理研究院计划广泛融资,2028 年后建设新一代工程堆;合肥等离子体研究所的 EAST 和 WEST 装置力争成为首个 Q>1 的托卡马克,早于美国 CFS 完成示范性工程堆[1][2][8] - **技术优势与挑战**:优势是全超导托卡马克装置可实现更长时间、更高强度的等离子体约束,高温超导材料应用逐渐成熟;挑战是极高精度控制、巨额资金投入和复杂系统协调[1][9] - **商业化时间节点**:预计 ITER 项目 2027 年建成,2025 - 2030 年可能达到工程目标阶段,2030 - 2035 年建设工程堆,最乐观估计 2040 年第一个商业堆完全商业化[3][26][27] - **核聚变电站成本与规模**:建设成本高昂,磁体系统占比约 35%;为达经济效益,热功率建议在两吉瓦左右,电功率 80 - 100 万千瓦之间,总投资目标压缩在 300 亿元人民币[3][14][29] - **超导材料应用**:低温超导在降本和良率方面更成熟,工程示范堆阶段 70%超导材料预计采用低温,30%采用高温[34] 其他重要但是可能被忽略的内容 - **各公司研究方向**:上海公司复刻 CFS 研发方向,建造“洪荒 70”装置,未来有望成顶级磁体供应商;清华大学团队新环装置验证磁重联加热的重复重联运行模式[10][11] - **裂变聚变混合堆技术**:能更快实现能量增益,但存在核废料半衰期长、后处理及安全防护问题,是中间产物,非最终目标[13] - **核心设备和材料**:磁体系统材料主要是稀土,包括低温和高温超导材料,西部超导是主要供应商;加热、电源、真空室、燃料增值等系统也有各自技术要求和供应商[14][15][17][19] - **核聚变与商用核电**:可参考商用核电配套设施,基本原理和方向一致,但不能完全采用;核聚变燃料消耗远低于裂变燃料[23] - **加热装置**:回旋加速器、中性束和微波装置用于加热等离子体,组合使用提升等离子体温度[25] - **试验装置功率**:最佳试验装置功率约 50 兆瓦[28] - **核聚变国家标准**:核安全仍是首要考虑因素,安全要求比核裂变低;真正用于发电标准预计 2030 - 2035 年间形成,与核裂变标准体系有十年差距[31] - **中国聚变公司项目**:托卡马克装置 3 号升级改造进行中,后续关注中心磁体加工钢超导材料招标,确保 2027 年总装完成;其他项目如能量极点二代机型和新奥公司高温超导装置也在推进[33] - **超导材料在其他系统应用**:在真空室、电源等系统方面低温与高温超导无显著差异,各系统需达到商业化水平实现整体功能[35] - **电气设备供应**:中国电气设备供应能力强,参与核聚变项目玩家众多[36]