界面新聞記者 ｜ 戴晶晶
中國的核聚變“國家隊(duì)”迎來重大突破。
1月14日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所(下稱等離子體所)研制的強(qiáng)流直線等離子體裝置“赤霄”全面建成并開始投入運(yùn)行。
這使得中國成為繼荷蘭之后第二個(gè)擁有此類裝置的國家。
“赤霄”長15.5米、重約22.5噸，結(jié)構(gòu)猶如一把寶劍。其最大粒子流大于10的24次方每平方米每秒，單次放電時(shí)間超過1000秒，最高中心磁場高于3特斯拉，是目前國際上綜合參數(shù)水平最高的直線等離子體裝置。
據(jù)新華社報(bào)道，“赤霄”的誕生將為研究下一代“人造太陽”中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(CFETR)提供有力支撐。
中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆是一個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置，計(jì)劃到2035年建成建成聚變工程實(shí)驗(yàn)堆。國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)”(CRAFT)的使命就是為CFETR研究關(guān)鍵技術(shù)及搭建綜合性研究平臺。
“赤霄”是CRAFT關(guān)鍵子系統(tǒng)“偏濾器等離子體與材料相互作用研究平臺”的關(guān)鍵設(shè)施。
核聚變是輕原子核結(jié)合成較重原子核并放出巨大能量的過程。由于聚變原材料資源相對豐富，且無污染排放，因此可控核聚變被一直認(rèn)為是人類解決能源問題的重要出路，視為“終極能源”。
在各類核聚變技術(shù)路線中，托克馬克被譽(yù)為“人造太陽”，其裝置的中央是一個(gè)環(huán)形的真空室，外面纏繞著線圈，像一個(gè)甜甜圈，在通電時(shí)內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的螺旋形磁場，將其中的等離子體加熱到很高的溫度。
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院表示，未來“人造太陽”要長時(shí)間持續(xù)發(fā)電，為其研制強(qiáng)度足夠高的壁材料難度極大，因此需要尖端的模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，來測試研制出的材料是否達(dá)標(biāo)。
強(qiáng)流直線等離子體裝置能模擬“人造太陽”內(nèi)部的等離子體粒子流沖擊環(huán)境，每平方米每秒鐘可極速噴射出大量粒子。
這意味著，“赤霄”是能夠幫助科研人員篩選和研發(fā)出更合適的“人造太陽”壁材料的科技利器。
人造太陽壁材料?是指用于構(gòu)建核聚變反應(yīng)堆內(nèi)壁的材料，這些材料需要能夠承受高溫和強(qiáng)粒子流的沖擊。攻克壁材料制造技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)可控核聚變的關(guān)鍵一步。
受上述消息影響，1月14日，A股可控核聚變板塊走強(qiáng)，弘訊科技(603015.SH)、東方精工(002611.SZ)漲停。截至當(dāng)天收盤，安泰科技(000969.SZ)、永鼎股份(600105.SH)、國光電氣(688776.SH)、雪人股份(002639.SZ)等股漲幅超5%。
近期核聚變科研與行業(yè)突破不斷，帶動A股核聚變板塊多次異動。
近日，OpenAI CEO奧爾特曼接受彭博社采訪時(shí)透露，核聚變技術(shù)預(yù)計(jì)將很快取得突破，預(yù)計(jì)其投資的公司Helion將“很快”演示凈能量增益核聚變。
美國公司Helion成立于2013年，基于場反位形(FRC)技術(shù)建設(shè)實(shí)驗(yàn)裝置，已建成第六代裝置Trenta，第七代聚變原型機(jī)名為Polaris，曾稱預(yù)計(jì)將在2024年展示凈發(fā)電能力。
該消息曾催動1月7日A股可控核聚變概念走強(qiáng)，久盛電氣(301082.SZ)等多股漲停。
去年12月29日，等離子體所建設(shè)運(yùn)行的CRAFT子系統(tǒng)“聚變工程堆中心螺管系統(tǒng)”完成首輪測試實(shí)驗(yàn)，最大測試電流達(dá)到穩(wěn)態(tài)48kA。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該設(shè)施全面達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，成為國際尺寸最大、實(shí)驗(yàn)條件最完善的大型超導(dǎo)磁體動態(tài)性能測試系統(tǒng)。
1月3日消息，中信證券發(fā)布研報(bào)表示，核聚變有望成為民用發(fā)電領(lǐng)域的終極能源，行業(yè)熱度持續(xù)上升，在技術(shù)路徑較為確定、各國持續(xù)加大投入的背景下，聚變堆商業(yè)化的節(jié)奏有望超市場預(yù)期。
“預(yù)計(jì)2030年-2035年間全球核聚變裝置市場規(guī)模有望達(dá)2.26萬億元，其中高溫超導(dǎo)帶材及真空室內(nèi)的第一壁、偏濾器等部件具備較大投資價(jià)值?！痹摍C(jī)構(gòu)稱。
偏濾器是未來聚變堆主機(jī)內(nèi)部服役環(huán)境最嚴(yán)苛的部件，其材料在等離子體轟擊下的性能演化關(guān)系著聚變堆的安全運(yùn)行。
1月14日股價(jià)走強(qiáng)的安泰科技，是全球可控核聚變裝置的核心供應(yīng)商，實(shí)現(xiàn)鎢銅偏濾器、鎢銅限制器、包層第一壁、鎢硼中子屏蔽材料等全系列涉鎢產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)。
去年11月，全球高溫超導(dǎo)材料“龍頭”企業(yè)上海超導(dǎo)科技股份有限公司申請上海證監(jiān)局上市輔導(dǎo)備案，計(jì)劃在A股市場首次公開發(fā)行股票并上市，中金公司為其輔導(dǎo)機(jī)構(gòu)。
去年7月，聚變行業(yè)協(xié)會(FIA)發(fā)布《2024年全球聚變行業(yè)報(bào)告》稱，全球共有45家核聚變商業(yè)企業(yè)參與調(diào)研，累計(jì)融資規(guī)模達(dá)到71億美元，較2023年增加9億美元，增幅近15%。
調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，在35家受訪回復(fù)的企業(yè)中，有3家認(rèn)為2030年之前，該公司就可以實(shí)現(xiàn)把電力輸送到電網(wǎng)；22家認(rèn)為，這將在2030-2035年之間實(shí)現(xiàn)。