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重大进展!万亿级核聚变产业迎催化剂,超导磁体技术实现新突破

发布时间:2026-06-28 06:48阅读:8

万亿美元级产业赛道传来振奋人心的消息!

据央视新闻、新华社等权威媒体报道,我国在托卡马克装置超导磁体研究领域取得关键性进展。6月27日,国家重大科技基础设施“聚变堆主机关键系统综合研究设施”最核心的超导组件——环向场磁体完成全部制造工序,顺利通过专家评审验收。与此同时,高温超导中心螺管线圈磁体也完成了全功率参数条件下的性能测试,核心指标达到全球顶尖水平。

核聚变能源被视为未来的“终极能量来源”,尽管实现大规模商业化发电仍需跨越诸多技术障碍,但业界预测其市场规模将达到万亿量级。多机构研报认为,可控核聚变已进入政策扶持、技术突破、资本入局三重因素叠加的产业化提速阶段。

据新华社报道,6月27日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所“人造太阳”项目传来捷报,环向场超导磁体、高温超导中心螺管线圈等两套聚变堆核心超导磁体相继完成研制验收与全参数测试,关键技术实现100%自主可控,主要性能指标跃升至国际领先行列。

聚变堆环向场超导磁体圆满完成全部工艺流程,通过了专家组的综合评审。该磁体长21米、宽12米、高3.3米,总质量达582吨,体积为国际热核聚变实验堆ITER TF磁体的1.3倍,储能为其3倍,是目前世界上尺寸最大的聚变堆超导磁体。

环向场磁体是聚变堆不可或缺的核心部件之一,在聚变装置运行过程中,超导磁体产生强大磁场来约束上亿度高温等离子体,其中环向场磁体承担构建环向磁场的重任,借助洛伦兹力有效约束等离子体,降低高能粒子对真空室壁面的冲击损耗。该项目历经6年时光,涵盖设计、研制、测试等完整环节,整套磁体全产业链实现100%国产化。项目累计申请授权专利47项,制定行业标准14项,各项性能指标在全球同类产品中处于领先地位。

与此同时,高温超导中心螺管线圈完成全功率运行条件下的参数验证。测试数据显示,线圈稳定承载电流60千安,储能6.03兆焦,最大磁场变化率达每秒5.1特斯拉,接头电阻仅0.87纳欧,关键指标和核心性能达到国际领先水准。线圈从超导材料、结构设计到完整制造工艺均实现全国产化。

中心螺管线圈的主要功能是感应、驱动等离子体电流,并实时调节等离子体的约束形态。针对严苛的技术要求和装置极端运行条件,项目团队创新采用应力分散高效支撑结构与高低温混合磁体技术方案,围绕核心材料、结构设计、制造工艺等开展全链条技术攻关,先后攻克聚变堆高稳定性磁体设计、大电流高温超导导体研制等十余项核心技术难题,成功实现首个聚变堆磁体的制造和全参数测试,完全满足装置未来运行要求。

项目团队负责人表示,两套核心超导磁体的连续突破,为我国建设聚变堆进一步夯实了超导工程基础,有力增强了聚变堆自主研发与工程建设能力。

核聚变,即两个轻原子核融合成较重原子核,产生质量亏损并遵循质能方程E=mc²释放巨大能量的过程。但核聚变反应的发生条件极为苛刻,需要达到上亿度的高温和极高的粒子密度,没有任何材料能够直接容纳核聚变产生的等离子体,对反应装置设计、极端环境材料和等离子体控制等方面的要求极为严格。

那么,核聚变的优势在哪里?国信证券(9.990, -0.48, -4.58%)分析认为,核聚变的燃料来源丰富,能量密度极高,且具备传统核电的主要优势,同时具有固有安全性,不会发生堆芯熔毁等严重事故,放射性危害也相对可控,非常适合作为未来能源系统中的基础电源。此外,核聚变作为上下游产业链极长的“极限技术平台”,具有显著的技术溢出效应,可以推动超导材料、极端环境和特种功能材料、真空系统、加热冷却系统、诊断控制系统等大量相关产业的技术进步。另外,核聚变单体项目投资规模庞大,具有重资产、长周期等特点,能够有效拉动投资,促进当地产业集聚并带动就业。因此发展可控核聚变是未来能源体系的核心战略方向。

核聚变能被纳入国家“十五五”规划纲要,并被列为未来产业重点发展方向。它的基本原理与太阳的能量来源相同,因此被称为“人造太阳”。

国盛证券(11.300, -0.77, -6.38%)发布的研报认为,可控核聚变是少数能同时解决能源安全、碳中和、高耗能产业刚性需求的“终极方案”,已从实验室阶段走向产业化前夜,是全球共振、长周期高景气的万亿美元级确定性赛道,预计至2050年,当多数聚变企业具备商业可行性时,核聚变堆市场空间累计或达5.2万亿元人民币。

上述券商指出,从短期和中期来看,可控核聚变已从“永远还有50年”的科幻叙事阶段,进入政策支持、技术突破、资本涌入三重因素共振的产业化加速期。约78%的核聚变企业认为其示范工厂将在2030至2035年间实现运营,聚变行业正迈入决定其发展前景的关键十年。

2026年中国聚变产业有望超预期加速发展,多个核聚变项目订单招标总额有望实现约5倍增长,CFEDR、先觉聚能、星火一号等项目均有望提速推进。“十五五”期间将是中国核聚变这一未来产业订单招标、产业加速推进的黄金阶段,将涌现出一批改变能源格局的聚变产业中坚力量。

浙商证券(9.510, -0.39, -3.94%)认为,AI算力催生电力需求增长,可控核聚变作为“终极能源”的战略地位进一步提升,行业已进入“工程可行性验证”阶段,系列实验堆进入密集的设备采购、招标和建设阶段,产业链上游的材料和中游的核心设备供应商将迎来订单释放期。

国信证券研报指出,当前我国可控核聚变进入科研、产业、资本和政策四重因素共振的发展阶段,行业进入二阶加速时期:国家队和民营企业聚变实验装置规划加速推进,行业资本开支规模持续增长;越来越多的企业开始布局核聚变赛道,社会融资规模不断扩大,推动行业加速发展;AI和高温超导的快速发展有望进一步赋能核聚变产业,加速聚变技术发展进程。