中信建投：未來產業投資地圖系列之“可控核聚變”

未來產業投資地圖系列之“可控核聚變”wangzhengxin@.本報告由中信建投證券股份有限公司在中華人民共和國（僅為本報告目的，不包括香港、澳門、臺灣）提供。在遵守適用的法律法規情況下，本報告亦可能由中信建投（國際）證券有限公司在香港提供。請務必閱讀正文之后的免責條款和聲明。摘要：可控核聚變是人類理想的終極能源，產業鏈上中下游共同推進產業發展核心觀點：可控核聚變因其能量密度極高、原料近乎無限、安全清潔等特性，被視為人類理想的終極能源。全球主要國家已突破科學可行面向等離子體材料及氚燃料循環存在核心挑戰，中游磁體系統、真空室、偏濾器、包層、電源、氚工廠等部件尤為關鍵，下門檻。當前主流技術路線包括磁約束（托卡馬克、仿星器）、慣性約束及磁慣性混合約束，其中托卡馬克工程成熟度最高，ITER裝置正驗證科學及部分工程可行性；仿星器天然適合穩態運行，慣性約束單脈沖能量密度高，場反位形（FRC）則朝向緊湊、低成本方向發展。行業目前處于科學可行性已驗證、正向工程可行性邁進的階段，面臨等離子體穩態燃燒、堆芯材料耐輻照、氚自持等核心挑戰。產業鏈上游材料、中游核心設備及系統等高價值環節挑戰與機遇并存。上游燃料（氘、氚、鋰-6等）、磁體材料（低溫超導NbTi/Nb?Sn及高溫超導REBCO）、堆內材料（面向等離子體材料如鎢，結構材料如低活化鋼，氚增殖材料及中子倍增材料等）均面臨挑戰。中游主機系統包括磁體、真空室、偏濾器、產氚包層、冷屏及杜瓦；關鍵支撐系統涵蓋加熱與電流驅動（中性束注入、電子/離子回旋共振及低雜波）、低溫系統、電源系統、燃料循環系統、測量診斷與控制系統、遙操系統等；能量提取與發電系統負責熱-電轉換。托卡馬克和仿星器裝置中磁體價值占比較高，FRC及Z-FFR裝置中電源系統尤為重要。可控核聚變發電可期，多個國家目標在2030—2050年間建成示范堆（DEMO）并實現并網發電。全球私營聚變公司數量及投資額快速增長，美國對商業聚變公司的投資領先，中國自2022年起明顯加大力度，目前院所與商業公司同步推進，綜合來看，中國聚變堆有望在2045年前后進入示范階段，2050年前后實現商業化發電。》》》》01.可控核聚變行業簡介：人類理想的終極能源，能量密度02.可控核聚變產業鏈：材料、核心部件、總裝運營，共同構成產業鏈核心部分03.上游環節分析：燃料、磁體材料及堆內材料均存在一定挑戰04.中游環節分析：包括主機系統、關鍵支撐系統、能量提取與發電系統、燃料循環系統等》》05.下游環節分析：院所與商業公司發揮各自優勢，開展06.風險提示人類理想的終極能源,人類理想的終極能源,能量密度高且原料易得Part1.1可控核聚變定義及原理），n核聚變類型主要有4種：氘－氚（D-T）Part1.2可控核聚變被稱為人類理想的終極能源能量密度高：燃燒1千克氘(D)相當于四千克鈾-235，相當于七千噸汽油或者一萬噸煤，也就是說“燃燒”1千克海水和燃燒210千克（300升）汽原料易得：每公斤海水含氘（D）0.03g，即使考慮能源消耗水平逐年增加，地球上的D也足以用上幾百億年；氚(T)可以通過中子轟安全性高：不產生高放射性核廢物，發生事 評估標準 不利有利能源類別可經濟開發的（ZJ）儲量（ZJ）能源類別技術潛力（ZJ/化石能源可再生能源煤20290-440生物質能0.16-0.27石油917-23地熱能0.8-1.5天然氣850-130水能0.06核裂變能太陽能62-280U238+U2352601300風能1.3-2.3Th2324204000海洋能3.2-11核聚變能海水中鋰1.40×10^10陸地上鋰1700氘1.60×10^106Part1.3聚變三乘積和能量增益因子Q是可控核聚變的關鍵指標聚變三乘積：氫彈作為武器已實現了不可控核聚變，但要作為能源使用，就必須實現能量可控制地緩慢釋放，核聚變需要苛刻的反應條件，要求等離子體溫度、粒子密度和約束時間的乘積必須大于某個特定值，并在三者之間找到合適的均衡點，即“勞森判據”，也稱為聚變三乘積。氘氚聚變的理想溫度約為1億度至2億度，學術界認為聚變三乘積大于5×10的21次方（m^(-3)·s·keV）時，達到點火條件。能量增益因子Q：聚變反應中輸出能量和輸入能量之比，Q值大于1的時候，意味著核聚變反應產生了凈能量增益。一般認為：當Q值大于5的時候，核聚變反應堆能夠自我維持；Q值大于10的時候核電站才能有收益；Q值大于30的時候核聚變發電站可以商業化。一般認為商業聚變堆至少需要Q值達到10。77Part1.4可控核聚變總體分為磁約束、慣性約束和磁慣性約束等技術路線器、反向場箍縮及磁鏡等。其工程成熟度、數據庫完備性與國際合作深度無可替代,但項目周期長、投資規模大、建設成本高。慣性約束：通常通過高能激光或粒子束將燃料加熱并壓縮成等離子體，依靠等離子體自身的慣性實現約束。優勢在于單脈沖能量密度極高,適用磁慣性混合約束：同時利用外部磁場和等離子體自身的慣性實現約束。繞過傳統工程瓶聚變約束的不同途徑核聚變主要技術88Part1.5聚變-裂變混合堆是潛在發展方向之一n聚變-裂變混合堆是潛在發展方向之一。聚變-裂變混合堆通過聚變產生的高能中子驅動包層內以天然鈾、Th232或經后處理的乏燃料為燃料的次臨界系統，實現能量倍增，并生產氚以維持裝置氚自持。混合堆的實現可以大幅提高裂變資源的利用效率，是未來可能的突破性技術。混合堆作（氚自持：聚變裝置依托堆內氚增殖包層、氚提取回收、等離子體燃料供給構成完整閉環氚燃料循環，裝置自身年產氚總量能夠覆蓋等離子體燃燒消耗、系統滯留、泄漏、放射性衰變、備用緩沖等全部氚損失，無需長期依賴外部反應堆外購氚持續補給，實現堆內氚供需動態平衡、燃料自給自足的穩態運行模式）n混合堆的優點包括1）可利用不易裂變的材料或經后處理的乏燃料。（2）換料周期較長，經濟性高。（3）以裂變發電為主要目標，聚變起驅動作用，大大降低純聚變指標要求。（4）次臨界，固有安全性高。n混合堆的缺點包括1）燃料系統需要同時兼容純聚變的氚系統和裂變的燃料包層系統，可重復使用傳輸線（RTL）靶件更換裝置可重復使用傳輸線（RTL）靶件更換裝置裂變包層與氚增殖包層穩壓器蒸汽發生器主泵聚變靶氦提氚系統鋰-6裂變區裂變產物裂變產物氦鋰-6能量傳輸系統氚增殖區真空腔室第一壁聚變靶Part1.6可控核聚變面臨三大科學技術難題和三大工程應用難題科學技術調控等核心科學問題。聚變堆結構材料：堆芯第一壁、包層、偏濾器等關鍵部件需耐發的氦脆效應易造成材料損傷,亟須研發抗輻照、耐高溫、低活化的專用結構材料。環境下氚滲透風險突出,需要構建規模化、高效率氚回收處置體系,合等離子體運行與控制：聚變堆具有多參數強耦等技術開展破裂預判與應急調控,保障等離子體長期穩定運行。Part1.7可控核聚變2030年前和2030年后面臨的主要挑戰n2030年前，可控核聚變面臨的重大挑戰主要是高Q值、資金投入以及氚自持；2030年后，預計重大挑戰主要為氚自持、耐中子輻照材料和全生命全生命周期相關問題系統集成工程聚變發電效率；實現具備足夠高增益（高Q值 地緣政治因素等離子體排灰等離子體科學Part1.8可控核聚變產業正在加速從科學研究向工程示范邁進n可控核聚變的研究可分為概念可行性、科學可行性、工程可行性和商業可行性、商業堆五大階段。聚變能源的概念可行性已得到驗證，英國JET、美國TFTR和日本的JT60U的實驗基本實現了接近氘氚聚變的能量得失相當條件，驗證了科學可行性，以ITER為代表的裝置將進一步驗證科學可行性，同時部分驗證工程可行性。后續的DEMO裝置將驗證聚變電站的商業可行性，為最終的商業堆打下基礎。資料來源：《聚變點火原理概述》、IAEAworldfusionoutlook2025、中信建投可控核聚變產業鏈:Part2.1不同類型的可控核聚變裝置組成——托卡馬克n托卡馬克磁約束聚變為國際的主流技術路線，其可行性得到了驗證。托卡馬克裝置音譯自“Tokamak”，名字源自環形（toroidal）、真空室（kamera）、磁（magnet）、線圈（kotushka）這4個單詞的組合，由位于蘇聯庫爾恰托夫研究所的Artsimovich等人在20世紀50年代提出，因其具有環向等離子體電流，所以也被稱為環流器。托卡馬克通過在環形真空室中構造出一個閉合的螺旋磁場，完成對高溫等離子體的約束，聚變燃料在周而復始的運動中完成核聚變反應。n托卡馬克的約束性能很大程度上取決于裝置的直徑R和磁場強度B，因此大尺寸/強磁場是關鍵。增大裝置尺寸一定程度上與經濟性原則背離，增堆芯部件磁體、真空室、偏濾器、產氚包層、冷屏與杜瓦加熱與電流驅動系統、測量（診斷）與控制一回路、二回路、中間儲能回路堆燃料循環系統Part2.2不同類型的可控核聚變裝置組成——仿星器n仿星器是磁約束技術路線的重要分支之一，天然適合穩態運行。托卡馬克裝置需要大電流驅動，不穩定性高，容易較大破壞。仿星器通過復雜的三維線圈產生扭曲的三維磁場結構對等離子體進行約束，其等離子體電流可以很小，無大電流破裂問題，天然適合穩態運行。Part2.3不同類型的可控核聚變裝置組成——慣性約束n慣性約束是利用外殼的慣性限制聚變規模，通過內爆對熱核燃料進行壓縮，使其達到高溫高密度條件，進而實現熱核點火并燃燒，其中最有名的是用激光作為驅動源的慣性約束。優勢在于單脈沖能量密度極高,適用于特殊場景（如聚變—裂變混合堆、空間推進）。Part2.4不同類型的可控核聚變裝置組成——FRC區域形成閉合磁面從而比磁鏡更好地約束等離子體。FRC裝置具有高比壓、易轉移、可直接發電等優點，系統結構相對簡單、造價與運行成本低、Part2.5可控核聚變產業鏈總體結構n可控核聚變產業鏈上游主要為各類原材料，包括超導磁體材料、金屬鎢、鉭等稀有金屬、特種鋼材、氘和氚等燃料等。中游主要為用于科研及發電。Part2.6可控核聚變產業鏈價值分布和電源各占8%，加熱系統占7%；示范堆階段，以DEMO為例，占比最高的是電站配套輔助設施，達到25%，主機系統中價值占比最高的為低溫裝置和冷卻水系統、堆內構件、磁體，分別占16%、15%、12%，真空室和電源占比下降到2%。28%儀表控制25%2%Part2.7從不同維度篩選可控核聚變產業鏈企業1.從不同技術路線角度，建議關注聚變三乘積、Q值等核心參數的實現情況。因當前可控核聚變技術路線尚未收斂，磁約束托卡馬克、仿星器、FRC、慣性約束等技術路線各具優勢，托卡馬克實驗驗證最充分，但裝置體積大，投資成本高，更適合國央企開展相關工作，仿星器更適合長期穩態運行，FRC具備低投資門檻優勢，適合民營企業快速迭代。相關技術路線頭部企業均大力推動裝置建設及技術驗證，整體來看各條技術路線的首要挑戰均為攻克Q>1難題，因此需密切關注各技術路線聚變三乘積的實現情況，若某條技術路線實現突破，有望最快獲得市場認可。2.從不同產業鏈環節角度，當前處于實驗堆、工程驗證堆階段，上游建議重點關注超導材料和面向等離子體材料，中游聚焦高價值量/低國產化率核心部件，對于托卡馬克和仿星器，對應超導磁體、真空室、堆內構件及輔助加熱系統、低溫裝置等，對于FRC、慣性約束聚變堆/混合堆，主要對應電源系統；若行業逐步過渡到DEMO或商業電站階段，建議重點關注氚燃料循環系統、診斷控制、遙操運維等穩態運營及維護方向。從公司核心團隊的角度，重點關注研發、管理、商業化和融資能力：當前國內外可控核聚變人才稀缺，兼具等離子物理理論、大裝置工程落地、產業化運營復合背景的專家是核心壁壘，優先選擇核心團隊來自國內外頭部科研機構/企業，如等離子體所、西物院等院所且擁有完整裝置建造經驗的團隊。商業化方面，關注鏈主企業招投標后配套企業的訂單獲取情況或長期框架協議；融資能力上，優先關注獲得科技巨頭、能源巨頭、產業基金大額戰略投資標的。20上游環節分析:燃料、磁體材料及堆內材料均存在一定挑戰22Part3.1上游燃料：不同聚變燃料優缺點明顯氘－氚（D-T）聚變最容易維持，且氘的儲量豐富，但氚的半衰期只有12.3年，在地球上儲量極低，目前主要由重水堆生產，聚變反應堆預計通過中子轟擊鋰6來產氚。氘－氦3（D-3He）聚變反應條件略高于氘氚，但氦3在地球的儲量有限且價格昂貴，后續可能在月球開采氦氘－氘（D-D）聚變最大優勢在于原料豐富，海水中的氘儲量極高且價格低廉，但反應氫－硼（p-11B）聚變的優勢在于氫和硼的儲量豐富，但反應條件嚴苛，不考慮輻射的情況下反應條件比氘氚聚變高近3個數量級。少反應率6.0×10_225.0×10_232.0×10_224.0×10_22可可氫1.4×10_3氘噸氚Part3.2上游磁體材料：高溫超導為確定發展方向n磁場是磁約束核聚變的最基本需求，通常需要達到數特斯拉，需要通過電流的磁效應實現，為了提高電流密度，需要采用低電阻材料。n當前已經建成的絕大多數聚變研究裝置采用常規磁體，磁體材料主要為銅及銅合金。未來的聚變裝置必須具有穩定的強磁場，以確保能量的增益和聚變功率的提升，對磁體的電流密度提出極高要求，因此需要采用超導材料制備磁體。n超導材料分為低溫超導材料和高溫超導材料，核聚變裝置中高溫超導為確定發展方向。目前已實現產業化的主要為鈮合金超導材料，即NbTi和Nb3Sn，需要在液氦環境（4.2K，即-269℃)下工作，因此使用成本較高。此外，低溫超導材料在高場環境下電流密度衰減速度快，目前主要應用于15T以下場景；高溫超導材料對于工作環境要求較低，如第二代高溫超導帶材可在液氮環境（77K，即-196℃)下工作，而液氮資源豐富，制備技術成熟，價格遠低于液氦，在制冷成本及制冷能耗上具有明顯優勢。此外，高溫超導材料能夠提供更高場強的穩定磁場，適配核聚變場景。n目前第二代高溫超導帶材（稀土鋇銅氧REBCO）是綜合性能最高、應用最廣泛的高溫超導材料，廣泛應用于高溫超導托卡馬克裝置。2323Part3.3上游堆內材料：面向等離子體材料、結構材料、氚增殖材料、中子倍增材料等n堆內材料是磁約束聚變走向應用的關鍵技術之一，不僅制約聚變堆的服役壽命、運行模式及安全性，同時也對氘氚等離子體的穩定燃燒及氚自持產生重要影響。n對于聚變堆內部的結構材料和面向等離子體的材料，其耐中子輻照、高熱流和等離子體轟擊的性能對于設計和建造聚變堆至關重要。面向等離子體材料包括碳、鋼、鉬、鈹、鎢等，熱沉材料一般選用銅合金。鎢是PFM的主要候選材料，包層結構材料主要選用鋼，氚增殖材料采用鋰，中子倍增材料采用鈹。偏濾器增殖包層功能/目標屏蔽其他部件免受熱負荷與粒子等離子體轟擊去除粒子或氦灰，耐受高熱負荷進行氚增殖，屏蔽其他部件免受中子輻照，提取熱能用鎢、鎢基合金、鎢鍍層-碳化硅、鈹、鎢鍍層-ODS/低鎢基合金，鎢鍍層-碳化硅，鎢鍍層-ODS/RAFM鋼，液結構材料低活化鋼、ODS鋼ODS鋼、鎢基合金低活化鋼、ODS鋼氚增殖材料————鈹、鈹鈦合金、鈹釩合金、液態鋰鉛冷卻劑—水、氦氣鉛、液態鋰24中游環節分析:包括主機系統、關鍵支撐系統、能量提取與發電系統、燃料循環系統等資料來源：《磁約束可控核聚變裝置的磁體系統綜述》、中信建投Part4.1磁體系統：用于生成及約束等離子體n主機系統主要包括磁體系統、真空室、偏濾器、產氚包層、冷屏與杜瓦等。n磁約束可控核聚變裝置中，產生約束磁場的磁體系統扮演著核心角色，其磁場強度與均勻性對于整個裝置的性能與效率均有著重要影響。n磁體系統主要由環向場（TF）磁體、極向場（PF）磁體、中心螺線管（CS）磁體、誤差場磁體及其饋線系統組成。中心螺線管線圈的變化磁通激勵等離子體產生環向電流，該環向電流產生的極向磁場分量與環向磁場耦合，形成約束等離子體的磁場構型，并保障磁面閉合態。此外，其還需要極向場線圈來抵消等離子體電流回路及等離子體壓力所引起的膨脹力，并保持等離子體形狀與穩定性。誤差場磁體用于調節磁場、控制等離子體運行。托卡馬克裝置主機系統示意圖托卡馬克裝置磁體系統示意圖27Part4.2真空室及真空系統：為高溫等離子體提供真空環境n真空室位于磁體系統內部，室內部件包括包層、偏濾器、診斷、內線圈、孔欄、加熱天線等。真空室的設計、材料選擇、制造、組裝以及提供的超真空環境、密封性能，直接影響等離子體的放電品質。n真空室有如下特點1）提供高質量的超真空環境，容納高溫等離子體。（2）提供等離子體與外界聯系的通道，如診斷、加熱、維護、安裝、真空、熱工流體等。（3）感應出渦流，抑制等離子體擾動。（4）支撐真空室的內部部件以及自身重量。（5）承受因破裂或垂直位移事件導致等離子體熄滅時釋放的巨大電磁力沖擊。（6）屏蔽核輻射。n真空系統主要由真空抽氣系統、加料系統、壁處理系統、真空測量與控制系統等組成，為真空室提供良好的真空環境和壁條件，并對真空度、氣體成分進行實時監測。HL-3真空室示意圖TFTR裝置真空室內部結構示意圖28Part4.3偏濾器：面向等離子體，排除靶板熱載并排出雜質n偏濾器位于真空室腔體內，且屬于面向等離子體部件，是托卡馬克聚變堆的關鍵部件。n偏濾器是托卡馬克中用于排除能量和雜質粒子的主要部件，是發生等離子體與器壁相互作用的主要區域。一方面，聚變反應產生的大量雜質和能量在刮削層中沿磁場輸運最終要沉積到偏濾器靶板；另一方面，高能粒子和熱流對偏濾器靶板的性能和壽命提出了極高的要求和挑戰。偏濾器已經成為制約核聚變能實現的關鍵問題之一。CFETR氦冷偏濾器示意圖Part4.4包層：承擔氚增殖、能量轉換及輸出、輻射屏蔽等功能n產氚包層位于真空室內部，圍繞等離子體排布，承擔產氚、排熱、屏蔽等重要功能，是聚變堆的核心部件之一，其結構安全性和穩定性直接影響聚變堆的穩態自持運行。n氘氚反應釋放的能量80%以中子動能的形式出現，高能中子穿透包層時，實現中子能量沉積、產氚等功能，通過冷卻回路把產氚包層中的熱量帶出，實現能量轉換進行發電，通過提氚回路將產氚包層中產生的氚回收利用，實現氚自持，同時將14MeV中子沉淀在其中，使得離開產氚包層的放射性水平降低到較低水平。n產氚包層的材料涉及冷卻劑、結構材料、氚增殖劑、中子倍增劑、面向等離子體材料等。鈹/鈹合金碳纖維增強復合材料、鎢/鎢資料來源：《CFETR產氚包層與偏濾器部件在熱室內維修與退役流程的概念設計》、《聚變反應堆工程技術導論》、中信建投30Part4.5冷屏和杜瓦：屏蔽熱量同時提供結構支撐n冷屏和杜瓦是保障聚變堆超導磁體穩定運行的必要系統，起到降低熱負荷和結構支撐功能，同時需考慮與周邊子系統的接口。n冷屏是聚變裝置中的隔熱部件，用于阻隔來自真空室、杜瓦、集合管、中子源的熱量，并將熱量帶走，以維持超導磁體的低溫運行。n杜瓦系統為超導磁體、冷屏以及冷卻管路提供真空環境，并將真空室、超導磁體、冷屏等系統的慣性力、電磁力與熱應力傳遞到地基和生物屏蔽層，還通過不同規格的窗口為內部系統提供通道，實現加熱、送料、控制、診斷、供電、維護等功能，最后，杜瓦是聚變堆放射性物質的二級約束部件，在發生泄漏事故時防止放射性物質直接釋放到環境中。杜瓦結構示意圖31Part4.6低溫系統：主要用于保障超導磁體正常運行、提供超高真空環境等1、保障超導磁體正常運行：超導磁體需要在極端低溫環境下才能保持超導特性，大型低溫裝置通過壓縮、循環氦氣等方式，為核聚變裝置創造穩定的低溫條件，確保超導磁體等關鍵部件正常工作。2、提供超高真空環境：ITER裝置為例，其大型低溫泵將吸附板冷卻至接近絕對零度，在注入聚變燃料前，為140供超高真空環境。3、吸附提取未燃燒燃料和清除反應產物：大型低溫泵可以通過吸附的方式，提取氘-氚聚變反應中未燃燒的燃料，以便循環利用，4、用于精密測量設備：超導技術在核聚變中的應用不僅限于磁體，還包括超導量子干涉器件（SQUID）等精密測量設備。這些設備需要在低溫環境下工作，用于測量微弱的磁場變化，對于監測和控制等離子體的穩定性至關重要。（1）維持等離子體的穩定性。（2）保證設備的安全運行。（3）促進燃料的注入和循環Part4.7加熱與電流驅動系統：主要包括ECRH、ICRH和Ln等離子體加熱與電流驅動是聚變堆不可或缺的組成部分，等離子體加熱的作用是使等離子體達到自持燃燒所需要的溫度，等離子體電流驅動的作用是維持聚變等離子體的穩態運行。在中大型裝置中，僅靠歐姆加熱無法將等離子體溫度加熱到目標溫度，必須采用輔助加熱。n聚變堆加熱和電流驅動主要采用中性束注入和射頻波系統來實現。n中性束（NBI）注入加熱具有加熱機制清楚、加熱效率高、不受等離子體位形影響等優點。n射頻波注入等離子體中時，如果注入波的頻率或者經過模式轉換后的波頻率與等離子體中某個固有頻率相同，便會產生與射頻波的共振吸收，從而產生加熱效應。射頻波主要包括電子回旋共振加熱（ECRH）、離子回旋共振加熱（ICRH）和低雜波電流驅動（LHCD），其微波源分別為電子回旋管、大功率真空四極管、速調管。nICRH和NBI是有效的加熱離子的方式，ECRH是加熱電子的有效手段，LHCD頻率介于ICRH和ECRH之間，可作用于高能電子。射頻波的主要分類及特點32Part4.8電源系統：磁體電源、不同輔助加熱電源差異較大n電源系統需要滿足磁體線圈、輔助加熱系統、真空、低溫、冷卻水、數據采集等系統的用電需求。n電源系統主要可劃分為交流配電系統、無功補償及諧波濾波系統、磁體線圈電源系統、輔助加熱高壓電源系統、接地和防雷系統。n磁體線圈電源系統包括供電的變壓器、變流器、開關以及失超保護單元等，要求快速響應。n輔助加熱系統采用高壓電源，射頻波加熱系統采用PSM電源，NBI所需電壓超過了PSM電源的最適宜電壓范圍，因此需要采用逆變型電源。n對于FRC以及Z-FFR裝置，脈沖電源耐壓和響應速度要求極高，開關和電容為其中核心器件。托卡馬克裝置電源負荷分類水介質傳輸線水介質傳輸線Z-FFR驅動器總體結構示意圖可重復使用傳輸線可重復使用傳輸線聚變區次臨界包層雙絕緣子堆靶丸入口結構壁資料來源：《聚變反應堆工程技術導論》、《面向Z箍縮驅動聚變能源需求的超高功率重復頻率驅動器技術》、中信建投33Part4.9燃料循環系統：主要用于氚相關的處理n產氚包層和氚燃料循環總體構成聚變堆燃料循環系統，其功能主要包括1）未燃燒氘氚的回收和循環再利用。（2）反應堆氚的自持。（3）氚的包容與回收。n燃料循環系統按照功能可劃分為內循環、外循環及氚安全包容系統三部分。3434氚工廠子系統氚處理功能特點相關氚技術舉例托卡馬克排出氣處理氫同位素純化系統氫同位素含量高；去除氫同位素中的其他氣體（氦氣等）低溫分子篩吸附、金屬床吸附、鈀膜反應器、擴散器、催化反應器等同位素分離系統氫、氘、氚的分離低溫精餾、熱循環吸附、色譜法氚儲存系統氚的高效儲存儲氚材料（貧鈾、鋯鈷合金等）包層提氚系統氦冷系統凈化系統空氣除氚系統手套箱氣氛除氚系統將氚從固態/液態金屬氚增殖劑中載帶出來；從大規模氣體（氦氣、空氣、氮氣等）中分離出微量的氫同位素催化氧化、常溫分子篩吸附、低溫分子篩吸附、濕法洗滌水除氚系統去除水中的微量氚聯合電解催化交換（CECE）等氚分析、計量系統氚濃度監測，用于工藝控制、安全控制等；氚存量計量、衡算電離室、量熱計、氣相色譜等氚包容系統多級包容、降低正常運行及事故下的氚釋放風險多級包容系統、手套箱、防氚涂層等熱室、放射性廢物除氚降低替換部件和放射性廢物中的氚存量加熱除氚爐等35Part4.10測量（診斷）與控制系統：保障裝置運行安全、實現穩態聚變反應n控制系統是聚變反應堆的神經中樞，承擔協調聚變反應堆上百項子系統協同工作、保障裝置運行安全、實現穩態聚變反應等核心任務。其有兩大重要目標1）通過精準控制加熱、加料、磁體線圈等執行機構，穩定實現聚變三乘積達標，產生聚變功率。（2）對運行期間的異常事件緊急處理。n測量與診斷系統是裝置安全、正常運轉不可或缺的關鍵子系統，為裝置的運行提供關鍵參數信息，主要包括工程參數的測量、控制參數的測量和性能參數的測量。ITER的診斷根據優先級進行了三個層級的分類，優先級最高的是裝置保護，其次是用于等離子體基本控制的關鍵參數診斷，最后是裝置運行性能評價和物理研究相關的診斷。n未來聚變堆面臨診斷窗口有限、面臨中子輻照、高熱通量等關鍵難題，未來診斷的方式和測量的參量需要較大程度地精簡。ITER裝置中的診斷系統磁診斷線圈與磁環X射線巡測光譜儀磁診斷線圈與磁環X射線巡測光譜儀真空紫外成像光譜儀X射線晶體光譜儀偏濾器真空紫外光譜儀X射線巡測反射計偏濾器反射計廣角紅外觀測逃逸α粒子探測器X點激光雷達等離子體位置反射計偏濾器湯姆遜散射邊緣湯姆遜散射運動斯塔克效應環向干涉儀輻射熱流計熱電偶壓力計朗繆爾探針Part4.11遙操系統：對堆芯部件進行性能監測和遠程維護n聚變堆芯部件需要通過遙控操作機器人系統（遙操系統）來接受性能監測和遠程維護，由于操作對象的特殊性以及系統本身的復雜性，加上維護任務對遙操系統的實時性、安全性、可靠性以及抗輻照能力等方面的嚴苛要求，其工程研制與測試均有極大的技術難度。n聚變堆遙操系統主要分為真空室內部維護遙操系統、杜瓦內部遙操系統以及用于中性束發射裝置維護的遙操系統等。n真空室內部遙操系統主要用于包層模塊、偏濾器、窗口插件等的安裝、拆卸、管道切割/焊接及部件轉入/轉出真空室等。聚變堆遙控操作系統的主要構成36下游環節分析:院所與商業公司發揮各自優勢,開展總裝及發電運營Part5.1下游：全球可控核聚變發展情況），3838美國在慣性約束、托卡馬克、仿星器、Z箍縮等方式都有投入，其中托卡馬克在美國聚變基金中占據較大比例。美國系統部署聚變中子源（FPNS）、材料-等離子輻照實驗（MPEX）裝置、熱排出與約束研究的托卡馬美國已經宣布了一項戰略，通過制定監管框架、資助研發、支持必要的供應鏈、提供教育和培家實驗室、大學和私營企業的公開支持，美國正在促進不同DEMO概念的發展和出現。美線，核心目標是依托“建設-創新-壯大”三維戰略，打通聚依托JET、ITER等國際項目歐盟開展了聚變研究，經驗豐富。JET裝置大規模開展2輪氘氚實驗，2021年創下了聚變能量59MJ的世界紀錄；與日本合作建設JT-60SA、IFMIF等研究設施、成員國建設DONES、DTT、JUL科研設施，支持各成員國裝置（ASDEX-U、TCV、WEST等）的運行、升級，進一步豐富等離子體物理研究經驗。除了托卡馬克，歐盟還開展了其他聚變技術歐洲計劃在2050年前建設一座DEMOnstration電廠（DEMO作為繼ITER之后的發電機器。該設施的概念設計正在推進中，旨在通過生產約50以及氚自給自足，展示聚變能源的技術和經濟可行性。設計團隊目前專注于繁殖毯、分流技術和第一面墻設計的選擇，正在考建設基于等離子體的體積中子源（VNS）設施，用于測試正在考在磁約束方面，中國科學院合肥等離子體物理研究所的“東方超環”EAST和中核工業西南物理研究院的環流器三號HL-2M達到國際先進水平；在慣性約束方中國計劃通過建設中國聚變工程示范反應堆（CFEDR）來制造一個演示級裝置。CFEDR將作為ITER與商功率輸出，Q值為15至30，并實現氚自給自足。此外，聚變技術綜合研究設施（CRAFT）正在探索DEMO器件的關鍵技術，如超導磁鐵和偏轉器技術;目（燃燒等離子體實驗性超導托卡馬克，預計20Part5.1下游：全球可控核聚變發展情況），3939日本聚變技術路線以托卡馬克為主，通過ITER日本計劃在2040年代至2050年代完成JA-DEMO裝置俄羅斯依托T-15MD、ITER開展長脈沖燃燒等離子體物理研究，布局混合堆概念DEMO-FNS，開展材料等聚變技術研發。俄羅斯將全力支持ITER計劃成功放在其俄羅斯計劃在2055年前使用基于托卡馬克的DEMO-RF發射，以展示用氘-氚（D-T）聚變反應實現吉兆瓦級電力。正在考慮的是一個聚變-裂變混合設施，配備高溫超導磁鐵和面向液態金屬等離子體的部件（第一壁和偏轉器）。在DEMO-RF之前，俄羅斯計劃在2033年前建造DEMO-FNS，這是一座具有40兆瓦D韓國依托全超導聚變裝置（KSTAR）開展ITER前的等離子體高參數穩態運行研究。韓國的聚變能計劃是基于其大型超導托卡馬克裝置KSTAR過渡到ITER。韓國計劃建造一座名為K-DEMO的穩態示范反應堆，這是一種托卡馬克反應堆，預計將在2050年后展示凈電力能力。一個名為SUCCEX（超設施正在建設中，作為開發峰值磁場為16特斯拉的K-DEMO環形場磁鐵的前提條件。作為2024年加速聚變能源實現戰略的一部分，韓國宣布了K-DEMO之前的新中間步驟——緊湊型導向裝置（CPD）。CPD的建設計劃于2030年開始，目標是在十年內展示僅內部加熱且氚自給自足的點燃等離子體。韓國還DEMO（V-DEMO）——基于超級計算、人工智能和數字孿生技術印度的聚變能計劃是從SST-1逐步發展到ITER，同時開展ITE40Part5.2下游：全球核聚變裝置類型及投資情況統計n從全球范圍來看，截至2025年，有46%的核聚變裝置采用托卡馬克方案，85%的裝置為實驗裝置，聚變項目的資金n從地區來看，北美、歐洲、亞太區在電站建設進度上領先，亞太在實驗堆方面數量最多，北美規劃的聚變電站最多。全球聚變裝置占比情況全球各地區聚變裝置數量非洲亞太地區非洲亞太地區歐洲北美洲拉丁美洲及加勒比地區實驗裝置聚變電站公共資金建設中聚變電站激光慣性約束仿星器私人資金其他技術路線托卡馬克實驗裝置運行中規劃中資料來源：《IAEAWorldFusionOutlook2025》，中信建投41Part5.2下游：全球核聚變裝置類型及投資情況統計n2025年全球對于可控核聚變的累計投資金額顯著增長，從2024年的70億美元提高到106.6億美元，其中股權投資增長顯著，2024年僅為9億美元，2025年單年達到35億美元，私營聚變公司的數量從2024年的2021-2025年全球核聚變投資情況n美國對聚變項目的股權投資在歷史上領先，近三年來中國投資發力明顯。歷史上，對聚變能源的投資約70%發生在美國。從2023年開始除美國之外的更多的國家對于聚變能源公司的股權投資力度加強，包括中國、加拿大、法國、德國、以色列、日本和瑞典。其中，中國的2021-2025年全球核聚變投資情況私人融資公共資金私人融資公共資金私營聚變企業數量累計融資額年度融資額B）/百萬美元（M2010—2025年各成員國對聚變能源企業的股權投資截至2025年9月3日42Part5.3下游：全球可控核聚變預計未來發電情況統計你預計貴公司什么時候可以運營一座具備商你預計貴公司什么時候開始并網供電？ 首座核聚變發電廠預計何時向電網并網供你預計貴公司什么時候可以運營一座具備商你預計貴公司什么時候開始并網供電？ 首座核聚變發電廠預計何時向電網并網供首座核聚變發電站何時能實現足夠低廉的成本、足夠高的能量增益因子（Q值），達到具備商業可行性的標準？43資料來源：IAEAWorldFusionOutlook2025、中信建投Part5.3下游：全球可控核聚變預計未來發電情況統計44Part5.4下游：全球可控核聚變市場規模預測45Part5.5下游：國際可控核聚變典型裝置——ITER是利用具有電站規模的實驗堆證明氘、氚等離子體的受控點火和持續燃燒，驗證聚變反應堆系統的工程可行性，綜合測試聚變發電所需的高熱流和核部件，實現穩態運行，從而為建造聚變能示范電站奠定堅實的科學基礎和必要的技術基礎。高增益的燃燒等離子體。ITER裝置示意圖ITER主要指標參數46Part5.5下游：國際可控核聚變典型裝置——ITER成本，其余六個國家各承擔9.1%。在運營階段，歐洲承擔34%的nITER項目存在項目進度延后的問題。ITER項目于2006年正式啟動，原計劃2025年正式開始等離子體實驗，2035年進一步ITER項目主要成員ITER項目時間計劃2005敲定項目選址設于法國2006簽署《國際熱核聚變實驗堆協定》2007–2009場地清表與場地平整施工2008零部件制造正式開始2010–2014托卡馬克建筑群的地面支撐結構、抗震地基施工2012核電許可關鍵節點：依據法國法規，ITER被劃定為基礎核設施2010–2024ITER主機及配套附屬建筑施工（2020裝置整機裝配啟動2023托卡馬克建筑群土建工程竣工2024ITER理事會審議新版項目基準方案，整體實施策略獲批2033低溫恒溫器封蓋合攏2033–2034系統整體聯動調試2034科研試運行正式開啟2036磁場強度達到滿額定磁能水平2039氘-氚聚變工況試運行啟動47Part5.6下游：美國可控核聚變典型公司——CFSn美國CommonwealthFusionSystems（CFS）公司，其通過創新的高溫超導磁體技術顯著縮小了托卡馬克裝置的尺寸，同時降低建設成本和周期。CFS與麻省理工學院合作開發的SPARC項目是一個緊湊型高場托卡馬克裝置，SPARC的核心創新在于采用稀土鋇銅氧化物高溫超導磁體HTS，這種HTS只需15噸的磁鐵材料，即可產生20特斯拉的磁場強度，超過了大型托卡馬克所需的400噸主磁鐵的磁場強度，從而將托卡馬克體積縮小至ITER的2%，單裝置成本顯著降低，同時減少建設周期。n2025年8月28日，CFS完成新一輪8.63億美元融資，領投方包括英偉達等。目前CFS的估值達到80億美元，融資金），SPARC示意圖SPARC建設里程碑已完成已完成正在推進計劃完成SPARC場址選址與合規審批SPARC裝置建設首次等離子體放電SPARC實現凈能量輸出48Part5.7下游：美國可控核聚變典型公司——Helionn總部位于美國華盛頓州的HelionEnergy公司采用的技術路線是磁慣性約束，通過疊加“磁場反向配置”和“脈沖不點火”實現。在2022年6月，Helion成功將等離子體加熱到1億攝氏度，這標志著Helion核聚變商業發電之路上的重要進展。目前已經完成了6代原型機，正在Helion聚變裝置示意圖總長總長燃料儲能能量儲能能量峰值磁場感應式能量回收感應式能量回收氣體過濾全套診斷系統4949Part5.8下游：德國可控核聚變典型公司——ProximaFusionW7-X仿星器突破性實驗成果，引領歐洲邁入清潔能源新紀元。仿星器相比托卡馬克技術無等離子體電流，沒有電流大破裂風險，但線圈極為復雜，加工精度要求極高。n公司2025年2月，公布了1GW商業級仿星器聚變電站集成概念設計“Stellaris”。將于2027年完成仿星器模型線圈（SMC）——這一關鍵硬件演示，將降低仿星器用高溫超導（HTS）技術的風險，并推動歐洲高溫超導技術創新。ProximaFusion還將敲定其示范仿星器Alphan在2025年5月22日結束的實驗活動中，德國Wendelstein7-X（W7-X）仿星器團隊取得重大突破：在長脈沖運行模式下，該裝置以43秒的穩定持續時間刷新了等離子體三重積的世界紀錄。這一成就標志著仿星器技術首次在長脈沖領域超越托卡馬克裝置的歷史最佳性能。將n2026年7月7日，完成最新一輪4.11億歐元融資，刷新歐洲商業聚變單筆融資記錄，谷歌、RWE擔任戰略投資方。站50 Part5.9下游：我國深度參與ITER實現快速發展，總體上已位居國際第一方陣展與工程化階段，目前已進入商業化探索與應用階段。我國在2006年加入ITER項目，承擔了涉核部件、磁體支撐、超導導體、診斷等多個關鍵系統的研制任務，突破了多個聚變堆設計建造的工程技術難題，通過深度參與ITER計劃，承擔ITER關鍵系統、技術研發，我國在支持ITER項目建設的同時，自身研發實力也將得到快速發展。）（國環流器二號（HL-2A）、東方超環（EAST）、環流器三號（HL-2M）等托卡馬克裝置，正在建設BEST、環流四號、CFEDR等裝置；慣性約束方面，我國幾乎與美國同一時間開展激光慣性約束路線研究，中物院激光聚變研究中心設計并搭建了神光-Ⅲ主機激光裝置，2015年建成并進行第一次全功率打靶，輸出能181.3kJ，在目前已建成的激光裝置中，神光-Ⅲ主機激光裝置的總體規模和性能位列世界第二、亞聚變物理&技術驗證先進PFC技術，先進穩態運行資料來源：政府官網、中信建投Part5.10下游：我國政策大力支持可控核聚變發展在“未來能源”專欄中明確：“聚焦核能、核聚變、氫能、生物質能等重點領域，打造‘采集-存儲-運輸-應用’全鏈條的未來能源裝備體系。”將聚變裝置劃分為等離子體物理實驗裝置、氘氚聚變實驗裝置、聚變能應用裝置三個階段。聚變裝置的輻射安全由我部參照核技術利用設施實施監督管理，并頒發輻射安全許可證，日常監督安全監督站負責。基于不同類型聚變裝置的輻射安全風險，我部對聚變裝置進行分類管理（見附件與有效銜接，便于建設單位根據相應的類別辦理環境影響評價手續。我部將實行環境影響評價與輻射安全會“聚變”首次入法，具有里程碑意義：第二條明確將聚變納入原子能定義；第十四條：“國家鼓勵和支持受控熱核聚變的科學研究與技術開發。”第三十九條：“國家建立符合受控熱核聚變特點、促進核聚變裝置（設施）實行分級分類管理。”本標準規定了磁約束聚變裝置（含氘氚實驗）建設項目環境影響評價的一般規定、技術要束聚變裝置（含氘氚實驗）建設項目環境影響評價工作。其他聚變裝置（如慣性約束）或其他聚變實驗裝置（如氚前瞻布局未來產業，探索多元技術路線、典型應用場景、可行商業模式、市場監管規則，推動量子核聚變能、腦機接口、具身智能、第六代移動通信等成為新的經濟增長點。創新監管方式，發展創業投資，建立未來產瞄準引領未來發展重點領域，構建未來產業全鏈條培育體系，推動量子科技、生物制造、氫新型能源體系建設“十五五”在能源創新發展重點方向的未來能源技術部分提出：“強化可控核聚變、太空電站、高溫超導輸電、無線傳能、極地深海能資料來源：各單位官網及微信公眾號，中信建投Part5.11下游：我國院所與商業聚變公司發揮各自優勢，共同促進聚變事業發展國資央企的科技創新主體作用，民營資本將發揮產業孵化、市場運營等方面的優勢，共同促進核聚變新能（安徽）有限公司：成立于2023年5月，依托中科院等離子工程示范堆（CFEDR）-首個商業聚變堆”三步走戰略，系統布局實驗研究、工程示范及商業化應用的全鏈條發展路徑。新聯合體在四川成都宣布成立，中國聚變能源有限公司公司”。國內核聚變院所及其商業化公司相關情況名稱代表性裝置商業化公司中科院等離子體所中國科學院等離子體物理研究所是中國熱核聚變研究的重要基地，世界實驗室聚變研究中心，等離子體所與歐、美、俄、日、澳等三十多個國家和地區建立了穩定合作交流關系，成立國際聚變能聯合中心。作為ITER中國工作組的重要單位之一，承擔了ITER中國的導體、校正場線圈、超導饋線、電源、診斷等采購包任務和總裝任務。建成常規磁體托卡馬克HT-6B、HT-6M，我國第一個圓截面超導托卡馬克核聚變實驗裝置HT-7，世界上第一個非圓截面全超導托卡馬克核聚變實驗裝置“東方超環”（EAST）。正在建造國家“十三五”大科學工程聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施CRAFT，開展中國聚變工程試驗堆（CFEDR）設計和預研。聚變新能（安徽）有限公司核工業西南物理研究西物院隸屬于中核工業集團，是我國最早致力于可控核聚變和等離子體物理研究的專業科研院所，核能“三步走”發展戰略中聚變堆研發的核心單位，我國參與國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃的重要支撐單位。西物院承擔了磁體支撐、屏蔽包層模塊及第一壁等ITER關鍵部件研制。成功發布核聚變領域首個ISO國際標準。建成中國環流一號裝置，是我國核聚變領域第一個國家大科學工程裝置；中國環流二號裝置為我國核聚變研究從原理探索到大規模裝置實驗的跨越式發展奠定堅實的科學與工程技術基礎；自主設計建造成功新一代人造太陽“中國環流三號”裝置，是我國規模最大、參數最高的先進托卡馬克裝置，正在升級改造，并規劃環流四號。中國聚變能源有限公司Part5.11下游：我國院所與商業聚變公司發揮各自優勢，共同促進聚變事業發展公司名稱成立時間技術路線全高溫超導托卡馬克全球首臺全高溫超導托卡馬克洪荒70于2024年6月獲得第一等離子體，這標志著能量奇點成為全球首個建成運行全高溫超導托卡馬克的團隊，和全球首個建成運行全超導托卡馬克的商業公司。2026年2月實現1337秒穩態長脈沖等離子體運行，為全球商業公司首個千秒級聚變裝置運行紀錄；完成22特斯拉大孔徑D形高溫超導磁體研發，刷新同類磁體磁場強度世界紀錄。爭取2027年建成Q≥10的工程樣機“洪荒170”證明核聚變能源的商業可行性，2030-2035年間建設氘氘示范電站“洪荒380”實現示范性聚變發電。2021年10月克瀚海聚能2022年12月位形2024年完成裝置、控制系統、等離子體源設計；2025年7月，首臺商業化直線型FRC聚變裝置HHMAX-901主機建成，實現等離子體點亮。目標2026年內實現核聚變反應運行；2028年實現1億℃以上等離子體溫度、凈能量增益及首次發電；2030年底前建成50MW量級電站；2030年代前期研發100MW以上商業化核聚變裝置，實現聚變電球形環氫硼選擇球形環氫硼聚變技術路線，2019年建成國內首座中等規模并行啟動了整體參數國際領先的球形環新裝置“和龍”的建設實現國際首次氫硼等離子體高約束模放電，離子溫度突破4000萬℃；2026年1月玄龍-50U電子溫度突破1億℃,達到球形環裝并網發電。基于中科大KMAX-FRC十余年的理論和實踐式聚變堆的商業化。2025年2月，首臺脈沖FRC實驗裝置Xeonova-1實現等離子體放電，刷新國內聚變裝置建造速度紀錄；2026年1月，先進場反磁鏡聚變裝置FLAME實現首次等離子體放電，邁入物理實驗階段；2026年5月FLAME裝置實現明顯等離子體加熱效果。目標2030年前后實現兆瓦級聚變功率輸出和Q>1的能量增益里程碑；2035年左右打造百兆瓦級聚變工程堆并推進商業化并網。5354Part5.11下游：我國院所與商業聚變公司發揮各自優勢，共同促進聚變事業發展已啟動諾瓦一號裝置工廠建設，完成高功率固態開關、強磁場磁段，以“諾瓦一號”為平臺，攻關1億度等離子體溫度、能量增益Q>1等核心指標，完成高功率脈沖電源、大口徑真空室、納秒級控制系統、模塊化磁體四大工程瓶頸的閉環驗證，證明FRC-SMR路線的工程可行性。2028-2030年代前半葉是示范發電階段，依托“諾瓦一號”技術迭代，建設國內首座小型分布式聚變示范電站，實現并網發電。2030年代中后期是規模化商用階段，實束在十年之內，先期打造"晨光"強磁場緊湊型實驗裝置，完成高溫超導磁體技術路線驗證，后續依次迭代兩代裝置，持續月"星核0號"是當前核心任務。作為公司面向未來商業化建設的第一座關鍵驗證平臺，任務是將設計方法、核心部和運行控制放到真實裝置中檢驗。目前核心部件已進入制造裝配階段，計劃于2026年底實現首次等離子體放電——這一節點如果達成，將標志著星核聚變完成從紙面設計到工程實體的關鍵跨越。"星核一號"同步推進，重點驗證新一代先進仿星器磁形和全高溫超導技術，打造通向更高參數先進仿星器裝置的關鍵技術底座。"星核二號"瞄準中期目標，計劃于2030年年底前建公司規劃了三代FRC脈沖磁約束聚變裝置，穩步沖擊國際先進FRC技術水平，最終力爭實現聚變能源商業化：2027年初實現首次等離子體放電；2028年實現FRC裝置全要素運行；2030年沖擊聚變公司開發的“啟明星”系列aFRC裝置，采用直線型、模塊化結構，脈沖式運行；具有工程廣的特點。在aFRC聚變能源研發過程中，可培育相關產業鏈，并在先進診斷與模擬、聚變中子源、硼中子俘獲治療資料來源：《托卡馬克高約束穩態物理的探路者——東方超環》、聚變產業聯盟、中建四局微信公眾號、中信建投Part5.12下游：等離子體所聚變裝置——EAST/BEST），超導托卡馬克時代，向著實現穩態核聚變能源方向發展。2006年建成并完成放電實驗，2015年完成升級改造。2025年1月20日，EAST在安徽合肥創造新世界紀錄，首次完成1億攝氏度1000秒“高質量燃燒”，標志我國聚變能源研究實現從基礎科學2026年1月2日，由華中科技大學與中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所組成的聯合研究團隊宣布，EAST等離子體運行密度達到格林沃爾德極限的1.3~1.65倍，首次證實PWSO理論中密度自由區真實存在，打破持續38年的托卡馬克密度天花板，為聚變堆nBEST（緊湊型聚變能實驗裝置）是EAST的后續項目，有望率先建成世界首個緊湊型聚變能實驗裝置，實現從實驗堆到工程化再到商業化EAST裝置圖BEST項目及概念圖56Part5.13下游：等離子體所聚變裝置——CFEDRnCFETR：中科院等離子體所2011年提出的聚變裝置，旨在填補ITER與未來聚變商業示范堆（DEMO）之間的關鍵的大規模、可持續發電提供切實可行的工程方案。CFETR項目著力突破：穩態的氘、氚等離子體運行技術，氚的增殖、循環、自持燃燒技術，適應長時間高中子輻照、高熱負荷環境的聚變堆壁材料技術。nCRAFT（夸父）：聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施項目，重點開展聚變堆主要關鍵系統實驗平臺。主體工程涉及極端工況條件下偏濾器系統、大型復雜超導磁體系統等挑戰性任務。2026年6月27日，環向場磁體完成最后制備工藝，并通過專家驗收。同時，高溫超導中心螺管線圈磁體也完成滿工況參數測試，核心性能達到國際領先水準。CFEDR示意圖CRAFT主體工程的任務資料來源：中核集團微信公眾號，中信建投Part5.14下游：中核集團聚變裝置——環流三號/環流四號n西物院于1984年和1994年分別建造了中國環流器一號（HL-1）和中國環流器新一號（HL-1M）兩個中型托卡馬克裝置，2002年，該院建設n中國環流三號（HL-2M，后改名HL-3）是核工業西南物理研究院自主設計、建造的中國新一代人造太陽，是我國目前設計參數最高、規模n2020年12月HL-3實現首次放電，2024年5月實現了150萬安培等離子體電流下的高約束運行模式，2025年3月28日，環流三號原子核溫度和環流三號58Part5.15下游：混合堆中星火一號與Z-FFR齊頭并進n星火一號：依托江西聚變公司。2023年11月，江西省人民政府與中國核工業集團有限公司簽訂導應用有限公司和中核聚變（成都）設計研究院有限公司計劃設可控核聚變項目，技術目標Q>30，實現連續發電功率100MW，工程總投資預計超過200億元人民幣。2024年6月，聯創光電與中核集團就輸出電流約為10MA的強流脈沖功率裝置，接近美國的Z裝置性能。2020年，研究團隊研制了與50MA驅動器單支路同等規模的LTD單路樣機裝置；實驗定標和理論分析表明，50MA驅動器可以實現點火和大規模放能。2021年，“電磁驅動大科學裝置”項目獲得立項，采用LTD技術路線，重點驗證“局部體點火靶”技術，同時為Z-FFR重頻驅動器研制積累工程經驗。2023年，研究團隊研制了