偏滤器-连接可控核聚变和商业发电的桥梁 20251103 摘要 第四代核反应堆利用快中子辐照铀 238 废料生成钚 239，聚变堆则以氘 为燃料，被视为解决长期能源问题的方案。国内发展路线包括中科院的 合肥方案（EAST、BESIII、CFETR）和中核集团的环流系列，目标均 在本世纪中叶建成商用聚变堆。 面向等离子体部件（PFCs）是聚变堆核心，负责能量转换和氚增殖。包 层是重要组成部分，通过一、二回路系统加热水产生蒸汽发电，并需增 殖氚以确保持续供应。偏滤器则用于导出聚变反应副产物氦，承受极高 热负荷。 国际上主要有惯性约束、磁约束和磁惯性约束三种可控核聚变方式。氘 氚反应因所需温度较低（1 亿度）而常见。氚的增殖通过中子轰击锂-6 实现，并利用中子倍增剂（如铍）提高效率。高能中子还可将铀-238 转 化为钚-239。 聚变裂变混合堆的包层分为屏蔽包层和增值包层，分别用于屏蔽辐射和 增殖氚。增值包层包含锂、铍等功能性颗粒，高能中子辐照可将铀-238 转化为钚-239，对核电生产至关重要。偏滤器利用磁场偏转高能氦，其 材料选择对承受高热负荷至关重要。 Q&A 可控核聚变的背景和我国核能的发展战略是什么？ 我 ...

行业投资评级 - 行业评级为超配，前次评级亦为超配，评级变动为维持 [6] 核心观点 - 核聚变兼具能量密度高、燃料供应充足、零排放及安全性高等优势，有望成为人类文明终极能源 [1][15][20] - 政策与资本大力支持推动产业科研进程提速，AI技术在挖掘等离子体运动规律、优化反应条件等方面提供有力支撑，加速商业化进程 [1][38] - 全球示范堆电厂如中国CFETR、欧盟EU-DEMO等计划于2035年至2040年开始建设，2050年投入运营，约84%的受访公司认为核聚变供电有望在2040年前实现 [1][36] - 技术路线以托卡马克为主流，其工程可行性及稳定性佳，中科院EAST装置于2025年1月实现1亿摄氏度下1000秒高质量燃烧 [2][56][57] - 托卡马克装置中磁体、真空室等部件占据主要成本，高温超导材料如REBCO的应用有望提升聚变反应率并推动装置小型化 [3][73][80][92] - 投资建议关注超导磁体、真空室、偏滤器等核心部件相关公司 [4] 技术路线分析 - 核聚变主要分为磁约束、惯性约束及引力约束，磁约束中的托卡马克路径技术最成熟且应用最广泛 [2][46][47] - 惯性约束如Z-箍缩能量转换效率达15%，具备小型化及成本优势，但商业化仍需优化 [58][60][68] - 托卡马克通过环向场线圈、极向场线圈等实现等离子体约束，超导磁体系统是核心，ITER装置中磁体成本占比28% [3][50][73][81] 成本结构与部件 - 以ITER为例，托卡马克成本构成中磁体系统占28%、真空室及内构件占25%，高温超导DEMO堆中磁体占比降至12% [3][73][74] - 真空室为反应提供高真空环境，偏滤器清除杂质并采用钨等高耐热材料，包层系统第一壁需应对中子辐照及热负荷 [102][104][106][109] - 高温超导材料如REBCO临界温度高，可减少冷却成本，在核聚变应用中占比达38% [91][92][99][100] 产业发展与规划 - 国内以国家队主导科研，商业化公司负责项目落地，BEST、CFETR、星火一号等装置建设节奏明确 [1][31] - 美国、日本、英国等加大政策与资金支持，如英国追加25亿英镑资助STEP电厂，AI技术助力等离子体控制预测达毫秒级 [36][38][39] - 能量增益因子Q值需大于30才具备商业化潜力，目前NIF实验Q值达1.53，JT-60U实现1.25 [26][27]

投资评级 - 行业投资评级为“看好”，并予以维持 [1] 核心观点 - 核聚变装置研发建设稳步推进，订单持续释放，看好板块长期发展前景，建议关注磁体、主机和电源等核心部件 [8][35] 板块回顾 - 本周（20251009-20251010）可控核聚变板块多数细分环节上涨，个股涨多跌少 [5][15] - 涨幅前五标的为哈焊华通（+29.6%）、合锻智能（+21.0%）、安泰科技（+21.0%）、国光电气（+19.8%）、永鼎股份（+16.5%） [15] - 细分环节中，磁体（+10.9%）、真空室等金属锻件（+10.8%）、上游金属材料（+7.6%）涨幅居前 [5][17][19] 行业动态 - 美国Zap Energy公司实现技术突破，其聚变工程测试平台Century可稳定以0.2Hz频率（每5秒1次）完成等离子体放电，单次放电电流最高达500kA，平台总输入功率57kW，其中39kW可直接输送至等离子体真空室，能量传输效率显著优化 [20] - BEST装置杜瓦底座成功落位装配，该底座直径约18米、高度约5米、总重量400余吨，将承载总重约6700吨的主机，标志着装置核心部件有望陆续开启招标 [6][22] - 德国宣布《聚变行动计划》，承诺至2029年提供超过20亿欧元的专项资金，其中约17亿欧元投入研发，7.55亿欧元用于建设激光设施和关键技术示范堆，目标在2040年建成示范堆 [25] - 核工业西南物理研究院等在等离子体智能控制领域取得进展，基于中国环流三号（HL-3）实验数据开发的数据驱动模型，将强化学习智能体的训练时间从数十小时大幅缩短至数十分钟 [26][27] - 欧洲聚变初创公司Gauss Fusion发布其聚变电站概念设计报告，预计投入150-180亿欧元，目标在2040年代中期建成首座商业聚变反应堆 [31] - 等离子体所、聚变新能发布/更新多项采购，累计预算金额达数亿元，涉及低温氮系统、加热电源系统、冷却系统、偏滤器系统等核心部件 [6][32][33] 公司动态 - 杭氧股份成功中标合肥某单位低温液氦综合性能测试系统项目，该项目包含一套作为可控核聚变低温系统核心部机的氦液化装置 [7][34] 受益标的梳理 - 磁体环节：西部超导（低温超导线材）、永鼎股份（高温超导带材）、上海超导（高温超导带材）、联创光电（高温超导磁体服务）等 [8][35] - 真空室和堆内构件：合锻智能（真空室、第一壁、包层和偏滤器）、国光电气（第一壁、包层和偏滤器）、安泰科技（第一壁、包层和偏滤器）等 [8][35] - 电源总成：英杰电气（磁体电源和PSM电源）、爱科赛博（磁体电源和PSM电源）、四创电子（PSM电源）、新风光（磁体电源）、赛晶科技H（脉冲电源）等 [8][35] - 微波和电源器件：旭光电子（真空脉冲功率器件等）、国力电子（氢闸流管、回旋管、速调管）、宏微科技（IGBT）、王子新材（电容）等 [8][35] - 燃料增殖和循环：国光电气（氚工厂）等 [8][35] - 检测设备：皖仪科技（氦检漏、真空检漏）等 [8][35]