“人造太阳”可控核聚变发电 人造太阳核聚变发电概念股票一览

第四，有利于防止核扩散，从而推动核电技术在全球范围内的推广。传统压水堆核燃料中存在大量铀-238，铀-238吸收中子并在发生两次β衰变后变为钚-239，而钚-239为核武器的主要原材料，因此存在核扩散问题。而钍/铀循环不产生武器级钚，因此不存在核扩散问题。

第五，钍和氧化钍化学性质稳定，耐辐照、耐高温、热导性高、热膨胀系数小、产生的裂变气体较少，允许更高的运行温度和更深的燃耗。实际运行后的电价成本低，据以色列Ben-Dak/GalperinTeam相关专家成员介绍，根据他们的研究，按照以色列现有技术路线的钍核发电的度电成本有望比现有的铀核电站的成本降低35%-40%。

我国早在上世纪60年代便启动了钍基熔盐堆的研究，目前由中国科学院上海应用物理研究所主要推动发展钍基熔盐核能系统，我国钍基熔盐核能系统的科技目标是实现“钍基核能、无水冷却、高温制氢、小型模块”的目标。

根据中科院上海应用物理研究所研究员、中科院先进核能创新研究院筹备组组长徐洪杰介绍，我国钍基熔盐堆研发已有清晰战略目标：近期，也就是2020年前，将建成世界首个10MW固态燃料钍基熔盐实验堆和一座2MW液态燃料钍基熔盐实验堆，目前已基本掌握实验堆关键技术，四个原型系统研发进展顺利；中期，即到2025年，建成100MW固态燃料钍基熔盐示范堆和10MW液态燃料钍基熔盐实验堆，在国际上率先实现固态燃料熔盐堆应用；远期，到2030年，建成100MW液态燃料钍基熔盐示范堆，在国际上率先实现钍铀燃料循环利用。

目前，我国《能源技术创新“十三五”规划》已发布，其中提出：2016-2020年，完成世界首座钍基熔盐仿真堆与2MW钍基熔盐实验堆建设，总体技术水平居国际领先。我们认为，我国钍基熔盐堆研发进程目标设定合理，相关招标进程也在有序推进，后续钍基熔盐堆技术研发将持续推进，引领国际钍基熔盐堆技术发展。

4可控核聚变，未来核能发展的终极方向

目前人类应用较为成熟的核能发电技术为核裂变发电，此外在核衰变发电领域也有相关的应用。展望未来我们认为核聚变将成为人类能源的终极解决方案，届时如果实现可控核聚变发电，人类能源供给将取之不尽用之不竭。

核聚变是相对于核裂变而言的另外一种核能利用途径，其主要指两个较轻的原子核在一定的条件下（超高温、高压）摆脱核外电子束缚聚合到一起形成另外一种原子核的过程，由于在这个过程当中伴随着原子质量的损失，从而能够产生超强的能量。目前主流的核聚变反应为氘氚核聚变反应，氘氚均为氢的同位素，其中氘可以在自然界中提取，而氚也能够进行人工合成，据测算1L海水中所含氘核聚变后所释放的能量相当于300L 汽油燃烧释放的能量，与此同时，氘氚核聚变产物为惰性元素氦，清洁无毒。

氘氚核聚变反应条件极其苛刻，是目前限制受控核聚变发展的主要因素。在地球上如果要想产生核聚变需要将氘氚的温度加热到1亿度左右，原子核的外层电子与原子核分离成为自由电子团，此时的物质由带正电原子核群体与带负电的电子群体组成，这样的物质被称为“等离子体”，等离子体中的原子核由于失去了电子束缚，因而更易发生相助作用，此时才具备了核聚变的基础。由于维持氘氚处于等离子状态需要使其保持上亿度，同时为了实现持续可控的聚变反应，需要将氘氚限制在一个特定的区域内，而地球上目前已知的任何一种物质都无法承受如此高的温度，因此无法使用常规方法约束等离子体。目前约束等离子体的主流的方式为磁约束，即通过磁场产生的磁力对运动中的带电粒子进行约束，由此而形成的的主流受控核聚变装置为“托卡马克”（Tokamak）。

目前受控核聚变装置基本上处于能量入不敷出阶段，前路依然艰辛。加热和维持氘氚处于等离子体态需要较多的能量，基于目前技术水平，如果要实现较长时间的受控核聚变，能量释放还无法覆盖相应的能量投入，因此受控核聚变产业化应用还有很长的一段路要走。

聚变反应堆示意如图53所示。

据《中国电力百科全书：核能发电卷》（第3版）介绍，实现核聚变能发电需要经历六个阶段：①原理性研究阶段；②规模实验阶段；③点火装置试验阶段（氘-氚燃烧实验）；④反应堆工程物理实验阶段；⑤示范电厂阶段；⑥商用电厂阶段。预计到2050年前后，可建成核聚变能商用电厂。很多国家已开始制定核聚变示范堆（DEMO）的发展战略或

路线图，中国已将核聚变堆纳入“核能发展三步走”国家核能发展战略，开始进行中国聚变工程实验堆（CFETR）的设计。

正是由于可控核聚变产业化道路较为艰辛，只有通过国际社会通力合作才能将该项事业持续推进下去，在此情况下，国际热核实验堆项目计划（ITER）应运而生。

ITER（International Thermonuclear EXPErimental Reactor）旨在建造、运行一个可持续燃烧的托卡马克型聚变实验堆，以验证核聚变反应堆的工程技术可行性，其由欧盟、美、日、俄、中、韩、印七方共同承担，覆盖全世界主要核电国家及一半以上人口。ITER于1985年时任前苏联领导人赫鲁晓夫及时任美国领导人里根在日内瓦会议上提出，并在经历一番曲折后于2005年确定建设地址为法国卡达哈什，2007年10月24日，ITER组织正式成立，ITER也正式进入装置建造阶段。我国作为ITER计划的主要参与方之一，承担ITER装置9%的采购包制造任务，为ITER计划的顺利推进发挥了中坚力量作用。

从上世纪60年代开始，我国便已经开始了可控核聚变的研究工作。关于未来几年对该研究的推进，国家能源局于2016年底发布的《能源技术创新“十三五”规划》提出：2016-2020年期间，我国将掌握磁约束核聚变关键技术，初步建立核聚变工业发展体系。开展中国聚变工程实验堆的详细工程设计，并结合已有物理设计数据库在“东方超环”（EAST）、“中国环流器2号改进型”（HL-2M）托卡马克装置上开展与CFETR物理相关的验证性实验；开展聚变堆关键技术预研，发展氚技术、聚变材料等ITER未涵盖的聚变堆技术。惯性约束聚变能方面，围绕Z-FFR实验堆总体技术路线的解决方案，重点开展局部整体点火靶、重频驱动器、次临界包层、材料等关键技术研究。

我国已经建设多个核聚变实验装置，其中EAST装置最具特色。EAST（experimental advanced superconductingTokamak）意即先进全超导托卡马克实验装置，如图54所示，将超高温、超低温、超大电流、超强磁场和超真空集于一身，其建成后也先后创造了多项核聚变实验装置领域的世界纪录。目前中国依托EAST 研究，实现了国际可控核聚变的多项世界纪录，我们认为未来中国将凭借在可控核聚变技术领域的积累，引领国际可控核聚变发展。

目前，EAST为全球首个全超导托卡马克核聚变实验装置，相对于传统托卡马克装置的特点主要有：

其一，磁场约束力更强。EAST将磁场位形从传统的圆截面变成非圆截面，使得等离子体电流随拉长比例增加而增加，温度大大提高且保持稳定，磁场约束性能增强1倍，同时引入偏滤器，成功实现废料排出，更好实现稳态运行。

其二，产生磁场的磁体均为超导材料，反应时间更长。超低温情况下，超导体电阻为0，电流流经超导体不发生热损耗，避免了因磁体过热而中断试验过程的弊病，反应时间从而得到拉长。

其三，建立超真空环境，实现超高温与超低温集于一身。磁场内的等离子体要通过多种辅助加热手段达到上亿度，而产生磁场的超导磁体又需要保持在-269度，因此需要建立一个超真空环境有效隔绝两大系统。

根据中科院等离子体研究所相关报道，在2016年1月和11月，EAST分别成功实现了电子温度超过5千万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电，以及在纯射频波加热、钨偏滤器等类似国际热核聚变实验堆ITER未来运行条件下，获得超过60秒的完全非感应电流驱动（稳态）高约束模等离子体等两项世界纪录。这两项里程碑性的成果标志着我国在稳态磁约束聚变研究方面继续走在国际前列，未来有望引领国际核聚变科技发展。

另据新华网（85.95 -0.59%，诊股）报道，2016年4月25日，中科院合肥研究院等离子体物理研究所向法国聚变实验装置WEST出口首套离子回旋天线。离子回旋加热天线是等离子体辅助加热的主要设备之一，结构复杂，冷却管路复杂繁多，工艺技术要求高。该套天线的成功研制是我国首次向法国出口核聚变工程技术，为法国核聚变研究实验装置提供关键部件。这也是我国首次向国际输出达到核标准级（国际业界最高标准）的核聚变关键部件。

我们认为，EAST在未来10年间的研究推进，将对我国乃至世界掌握可控核聚变技术具有深远影响。前述2050年前后建成核聚变能商用电厂的目标如可以达到，将深刻颠覆全球能源供给结构。

以上内容源自浙商证券（-- --，诊股）研究报告：《颠覆、重生，在科技与产业变革中成长 （电力设备与新能源2017年度策略报告）》（20170124，分析师：郑丹丹，数据支持：徐智翔、高志鹏）。

影响股价的因素很多。市场有风险，投资须谨慎。

核聚变发电概念股联动概念：核电概念、超导材料概念、

核聚变发电概念股活跃龙头：中国西电、综艺股份、荣信股份、宝胜股份

核聚变发电概念股相关上市公司汇总：

中国西电（601179）

2013年7月，中标国际热核聚变实验堆计划（ITER）项目，获得1.33亿元制造和试验合同，包括14台66kV82MVA整流变压器、14组66kV隔离开关（接地开关）、42台66kV避雷器，供货周期为2013年至2017年。

荣信股份（002123）：

国际热核聚变ITER工程，2012年，控股子公司荣科恒阳成功签约世界上技术难度最高的国际ITER工程14套大功率整流配套项目。子公司北京荣科和中科院合肥物质科学研究院签订了《ITER极向场变流器模块及外旁通生产制造合同》。

综艺股份（600770）

公司旗下综艺超导是国内唯一能够进行高温超导滤波技术研究、开发以及工程化实施的高新技术企业。高温超导滤波器技术是目前移动通讯基站和雷达系统必不可少的技术，目前能够完整拥有知识产权和产品生产能力的只有美国和中国，该高温超导项目为国家863的重大项目。

宝胜股份（600973）超导电缆

国际热核聚变实验堆“ITER”计划也称“人造太阳”，公司于07年开始与有关部门合作，掌握了超导电缆全部关键技术，研制的超导电缆分别于08年8月15日、09年3月20日通过了技术评审。公司的TF、PF低温超导电缆短样已经通过检测和论证，超导电缆项目完成了6台低温超导电缆主要设备的安装和调试，并与西北有色金属研究院签定合作开发高温超导材料的制备技术协议。

永鼎股份（600105）超导电缆

2010年12月，公司投资7200万元设立全资子公司力鼎新材料经营超导线材制备及超导电力装备的研发、生产；2013年12月公告，公司新型高温超导材料制备所需要的研发生产设备和检验检测设备都已全部到位，基本完成了设备的安装调试，全流程工艺研究取得了突破性的进展。

沃尔核材（002130）超导电缆

2013年半年报披露，公司与中国科学院电工研究所、中孚实业等几家单位联合完成了“10kA/360m高温超导直流输电电缆”的研发。该项目于2013年4月通过科技部组织的“863项目”计划技术验收。

中孚实业（600595）超导电缆

公司官方网站披露，2013年4月，由中国科学院电工研究所和中孚实业联合攻关的长度达360米、载流能力达10千安的高温超导直流输电电缆在中孚实业通过了国家科技部组织的专家技术验收，为我国高温超导电缆设计、制造和运行积累了宝贵经验。

百利电气（600468）超导电缆

2012年10月，公司研制的超导限流器项目之“220kV/800A高温超导限流器”设备在天津市电力公司石各庄220kV变电站入网运行；公司非公开发行募投项目之一为生产超导限流器，是国内首家，获得国内最先进的超导限流技术并实现产业化，为公司在智能电网领域的发展奠定领先优势。

汉缆股份（002498）超导电缆

公司是国内唯一一家集高压、超高压电缆及附件生产为一体的企业，拥有完整产品线。2014年1月公司在互动平台上表示，公司时刻跟踪关注超导技术方面进展，若时机成熟会考虑投资。