摘要:10月13日上午,聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”(CRAFT)传来捷报——偏滤器原型部件顺利通过专家组测试与验收。测试数据显示,该部件稳态热负荷能力达到20兆瓦/平方米,靶板面向等离子体表面邻接误差小于1毫米。
偏滤器原型部件以20兆瓦/平方米稳态热负荷能力刷新世界纪录,我国核聚变技术又迈出关键一步。
10月13日上午,聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”(CRAFT)传来捷报——偏滤器原型部件顺利通过专家组测试与验收。测试数据显示,该部件稳态热负荷能力达到20兆瓦/平方米,靶板面向等离子体表面邻接误差小于1毫米。
这一突破标志着我国自主设计的国际尺寸最大、热负荷最高的偏滤器原型部件正式问世。
01 技术突破:打造聚变堆的“超级盾牌”
偏滤器作为聚变堆的“守门人”,直接面对上亿摄氏度的等离子体,是整个系统中最耐高温的部件之一。它承担着排出聚变产物、导出热量、控制杂质的关键任务,长期处于极端复杂的服役环境中。
CRAFT偏滤器原型部件采用创新性的混合偏滤器包层集成设计方案,理论上可将氚增殖率提升超过3%,为实现氚自持提供了一种有效辅助途径。
研究人员通过采用平板结构,成功将钨表面温度控制在再结晶温度以下,实现了稳态20兆瓦/平方米的超高热负荷。
研制过程中,团队形成了热等静压与钎焊加爆炸焊两条质量稳定的工艺路线,全面推动了包括钾钨、弥散强化铜和低活化钢等国产先进聚变堆材料的应用。
02 自主可控:中国偏滤器研发的里程碑
偏滤器原型部件系统是聚变堆主机关键系统综合研究设施项目19项系统中的重要一环。此次突破的意义不仅在于技术本身,更在于它标志着我国偏滤器研发已实现自主可控。
中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所高级工程师许铁军表示,为攻克这一技术难题,科研团队创新提出混合偏滤器包层集成设计方案,同时设计了三种独特靶板可正面拆装,验证了部件快速更换的可行性。
通过采用平板结构为部件打造出一层“防护铠甲”,使其能在极端环境下稳定工作。
“夸父”项目全称为聚变堆主机关键系统综合研究设施,是“十三五”国家重大科技基础设施。该项目位于安徽省合肥市,由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所牵头承担,预计2025年底全面建成。
届时,该设施将成为国际聚变领域参数最高、功能最完备的综合性研究平台。
03 产业影响:核聚变商业化进程加速
随着“夸父”项目不断取得突破,核聚变产业化进程加速,相关领域上市公司迎来发展机遇。
在超导材料领域,西部超导作为国内超导材料龙头,批量供应核聚变磁体;永鼎股份作为国内唯一量产第二代高温超导带材的企业,2025年高温超导业务收入同比增长120%。
核心部件领域,安泰科技是全球唯一为EAST装置批量提供全钨偏滤器的供应商,独家承担ITER钨铜复合部件制造,2025年核聚变订单达5.2亿元,毛利率68%。
国光电气为ITER提供全球首台真空高温氦检漏设备,参建CFETR偏滤器模块。
设备制造与集成方面,东方电气是国内首台HL-2M装置磁体系统供应商,2025年中标ITER包层屏蔽模块订单18亿元。合锻智能是国内唯一掌握聚变堆真空室整体成型技术的企业,真空容器焊接精度达0.01mm。
04 全球格局:聚变能竞争白热化
根据2025年7月FIA(聚变工业协会)发布的《2025年全球聚变行业》报告,过去5年全球聚变行业呈爆发式增长,总投资额从2021年的19亿美元飙升至2025年的97亿美元。
国内民营资本、央企、国家大基金、地方国资、早期投资机构等纷纷入局。
AI巨头纷纷对聚变能进行布局。2023年5月,由OpenAI创始人Sam Altman支持的Helion承诺在2028年之前开始通过核聚变发电,并为微软提供目标为至少50兆瓦的发电量。
2025年6月,美国CFS公司宣布已与谷歌达成创纪录协议,将在2030年代初从首座商业聚变电厂ARC向谷歌供应200MW电力。
技术路线的多元探索则让这场“圣杯竞赛”更具看点。据《2025年全球聚变产业报告》,目前全球51家主要聚变公司中,25家采用磁约束路线,占比49%,其次是惯性约束。
目前,两类技术均进入工程验证阶段,磁约束聚焦稳态运行,惯性约束发力点火效率,共同推动聚变能从实验室走向工程化。
05 前景与挑战:从实验室到商业化的路径
FIA调查显示,2030年代被行业普遍视为聚变商业化关键期。45家受访公司中,35家预计在2030~2035年开始运营具有净能量增益的商业示范电站。
这也意味着,聚变技术已跻身具备近期商业化潜力的新兴能源技术之列,聚变行业正迈入决定其发展的关键十年。
根据《核聚变发展国家方案》,我国明确了2035年商用目标,2025年中央财政核聚变专项预算已增至200亿元,较2024年增长42%。
全球聚变装置市场规模预计2035年达2.26万亿元,在材料、设备、能源服务环节的企业将率先受益。
核聚变产业虽然前景广阔,但投资者也需关注相关风险。技术风险方面,磁约束与惯性约束路线竞争激烈,商业化时间表仍存在不确定性,预计商业化应用需到2035-2050年间。
市场风险方面,核聚变相关公司目前业绩波动较大。
随着“夸父”项目在2025年底全面建成的预期临近,中国核聚变产业正迎来关键转折点。中国核聚变发展的“三步走”战略正稳步推进——从EAST验证可行性,到BEST演示发电,再到CRAFT提供全面测试平台,一条清晰的商业化路径已然显现。
中国工程院院士李建刚曾表示:“核聚变点亮的第一盏灯,一定要在中国。”
免责声明:
1.文中图片仅用于增强阅读效果,与本文所述内容、技术、产品或研究成果无关。
2.本文基于公开搜索信息和研究报告,所涉及的企业仅为个人学习和研究之用,不代表其投资价值,亦不构成任何投资建议或意见,据此投资的风险自负。
3.在做出任何投资决策前,建议您进行深入独立的研究并咨询专业的技术和财务顾问。
来源:金脉洞见
