核聚变

这是一篇关于核聚变的思维导图，主要内容包括：核聚变的进展，下游：核电站建设与运营，中游：技术研发与设备制造，上游：原料供应，概述。

核聚变

• 概述
  • 核聚变的基本定义
    • 核聚变是两个轻原子核合并成一个重原子核的过程，通常发生在极高温度和压力下。在这个过程中，原子核中的电子脱离束缚，原子核之间的相互吸引力使它们碰撞并结合，释放出巨大的能量。例如，氢的同位素氘和氚在高温高压下可以聚合成氦原子核，并释放出大量能量。
  • 核聚变的优势
    • 能量密度大：核聚变燃料的能量密度打，1克氘-氚产生的核聚变能量相当于8吨汽油。
    • 原料资源丰富：核聚变所需的燃料主要是氢和氦等轻元素，这些元素在地球上非常丰富，尤其是氘可以从海水中廉价提取，氚则可以通过聚变产生的中子与天然锂反应生成。
    • 低放射性污染：核聚变反应的产物主要是氦等稳定、非放射性的元素，减少了对核废料处理和储存的需求，同时也降低了对环境和人类健康的危害风险。
    • 核聚变被认为是有潜力提供几乎无限的清洁能源的技术。
  • 核聚变的难点
    • 温度：通常需要上亿摄氏度的高温。
    • 密度：等离子体需要有足够的密度。
    • 能量约束时间：需要足够长的时间将带电的等离子体约束住，以维持反应的持续性。这三个参数的乘积需要达到一定的阈值，才能实现自持燃烧。
  • 核聚变的应用
    • 核聚变不仅限于发电，还在医疗等领域有广泛应用前景。目前，最主要的核聚变应用场景是发电，其安全性、环保性和能量密度相比其他发电方式具有显著优势。
• 上游： 原料供应
  • 概述
    • 上游环节主要集中在设备原材料与核反应原料的供应上，主要包括金属钨、铜等第一壁材料、各类有色金属等高温超导带材原料和氘氚燃料等。
  • 代表公司
    • 斯瑞新材
      • 生产高强高导铜合金材料及制品，钨和铜在核聚变反应器的第一壁和热交换器中扮演关键角色。
    • 厦门钨业
      • 公司的钨及碳化钨粉料技术是制造高温合金的重要材料和技术。
    • 广大特材
      • 生产的高性能CLAM电渣钢，是可控核聚变国家重点项目的关键材料。
• 中游： 技术研发与设备制造
  • 概述
    • 中游环节是核聚变产业链的核心，涉及聚变技术的研发、装备制造以及相关软件开发。
  • 联创光电
    • 国内光电器件领军企业，高温超导技术领先，相关产品包括高温超导磁体及兆瓦级高温超导感应加热设备。
  • 西部超导
    • 低温超导线材领先企业，主要从事铌钛超导线材、超导磁体的研发生产。
  • 永鼎股份
    • 高温超导带材核心供应商，相关产品包括高温超导带材等。
  • 精达股份
    • 主要从事特种电磁线、特种导体的研发、生产和销售，产品包括高温超导带材等。
  • 安泰科技
    • 主营钢铁和特种材料生产，参与核聚变装置的关键材料供应。
  • 国光电气
    • 负责电子零配件的生产，参与核聚变装置的关键组件制造。
• 下游： 核电站建设与运营
  • 概述
    • 尽管可控核聚变技术尚未实现商业化发电，但下游环节主要集中在核电站的建设和运营上
  • 代表公司
    • 中国能建
      • 负责新能源与电力建设，未来有望在核聚变电站的建设和运营中发挥作用。
    • 海陆重工
      • 销售核电产品和压力容器产品，参与核聚变电站的相关设备制造。
    • 中国广核
      • 销售电力和研究新能源，未来可能在核聚变电站的运营中发挥作用。
• 核聚变的进展
  • 全球核聚变产业快速发展：根据美国聚变产业协会（FIA）发布的《2023年全球聚变产业》报告，全球聚变公司数量从2022年的33家增长至43家，显示出核聚变技术突破和商业投融资加速的趋势。
  • ITER项目的推进**：ITER是全球核聚变装置的示范性项目，预计2025年进行第一次等离子体放电，2035年开始氘-氚运行。中国的可控核聚变研究已经走在世界前列，参与了ITER项目的建设，并承担了多个关键子包的制造任务。
  • 2023年12月29日，由中核集团牵头，25家央企、科研院所和高校组成了可控核聚变创新联合体，正式揭牌中国聚变能源有限公司，标志着中国核聚变研究和建设的加速推进。
  • 中核集团与联创光电计划联合建设“聚变-裂变混合堆”，总投资预计超过200亿元，该项目采用全新技术路线，技术目标Q值大于30，建成后可实现连续发电功率100MW。