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核聚变（nuclear fusion）是指两个较轻原子核结合成一个较重原子核、同时释放巨大能量的核反应过程。可控核聚变（Controlled nuclear fusion）则是通过人工干预，使核聚变反应在受控条件下持续稳定进行并释放能量的技术，其核心目标是将太阳内部的聚变机制转化为可被人类利用的可控能源供应。

作为一种源自原子核内部结构变化的能量形式，核聚变的能量密度远高于传统化学反应，且几乎不产生放射性污染。基于核聚变反应具有能量密度高、高效、清洁的特性，其在能源、军事、科技等领域具有广泛应用前景，被视为人类未来最理想的能源解决方案。

核聚变能源的实现路径：可控核聚变三大核心技术路线。

目前商业化聚焦磁约束托卡马克、惯性约束激光打靶和磁惯性约束三种技术路径：磁约束是用磁场把高温的等离子体约束起来，让氢的同位素原子核发生聚变反应，产生能量，用来发电。惯性约束核聚变通过激光打靶，产生模拟核爆。惯性约束是一个比较热门的方向，是介于惯性约束和磁约束之间的一个核聚变的路线。

各种聚变路线都力图“驯服人造小太阳”，但途径不同：磁约束追求长时间稳定燃烧；惯性约束追求每次脉冲高能量增益；磁—惯性尝试折中二者；箍缩则寻求极简体系的瞬时高压缩。

核聚变能源的实现条件：实现可控的核聚变需要满足高温、高压等苛刻的反应条件。

氢弹作为武器已实现不可控核聚变，但要作为能源使用，就必须实现能量可控制地缓慢释放，可控核聚变需要苛刻的反应条件，其中有3个条件最为关键： 

——高温条件：聚变反应需要氘和氚原子核直接碰撞，这对于都带正电荷的两个原子核来说是十分困难的。温度是微观粒子热运动的宏观表现，温度越高粒子所携带的动能也就越大，温度高到一定程度时，氘和氚核才可以克服巨大的库伦势垒实现接触并发生融合反应；。

——燃料密度：燃料密度指等离子体中参与聚变反应的轻原子核（如氘、氚）的粒子数密度，即单位体积内的燃料原子数量。高密度可增加燃料粒子碰撞机会，从而提升聚变反应速率。

——约束时间：为了实现有效的核聚变，等离子体还需要在高温和高密度的状态下保持足够长的时间，即具备一定的能量约束时间。较长的约束时间能够确保聚变反应持续稳定地进行，源源不断地产生能量。

因此，等离子体温度、粒子密度和约束时间的乘积必须大于某个特定值，才能产生有效的聚变功率，从而实现核聚变反应的持续进行，这三者的乘积被称为“劳逊判据”，是判断核聚变反应是否能够自持并产生净能量的重要条件。

可控核聚变产业链分析

可控核聚变产业链上游主要为各类原材料，包括超导磁体材料、金属钨、钽等稀有金属、特种钢材、氘和氚等燃料等。中游主要为各类设备以及反应堆工程建设，以最常见的托卡马克核聚变实验装置为例，相关设备包括磁体系统、真空系统(包括偏滤器、第一壁)、加热与电流驱动系统等核聚变主机设备以及压力容器、蒸汽发生器、汽轮机、各类泵阀等其他设备。下游主要为核电站运营，用于科研及发电。

从上下游来看，上游关键原材料是可控核聚变的基础，但核心企业多为国企，社会公益性较强，对中游的威胁相对较小。下游目前主要用于科研，市场需求主要是科研机构向社会采购零部件，而关键部件厂商数量较少，议价能力相对较弱。

成本结构上，参考FIRE项目，在一个托卡马克主机成本中：磁体（包括环向、极向磁体）占比最高，约为56%；其次是面向等离子体的部件（包层）,其中偏滤器占比约11%、第一壁占比约5%、缓冲结构占比约4%；真空室容器及结构占比约14%；支持结构占比约3%。

上游原料零部件主要包括包括磁体材料、高温超导材料、第一壁和偏滤器包层材料、以及其他材料金属钨、铜、氘氚燃料以及电缆等。这些原材料是建造核聚变装置的基础，其性能直接影响核聚变装置的运行效果。

超导材料：西部超导（国际热核聚变实验堆计划用低温超导线材在中国的唯一供应商）、上海超导（自主研发的二代高温超导带材实现从产品到生产设备的完全自主化）、永鼎股份（我国首家进入高温超导材料领域的高新技术企业）、久立新材、联创超导等。

稀有金属及包层材料：东方钽业（高纯铌材是核聚变的重要靶材）、章源钨业、楚江新材、安泰科技（在难熔钨钼制品行业保持引领地位）、厦门钨业（专注于钨及钨基合金等第一壁材料的研发生产）、中钨高新（提供器壁材料）、白银有色（金属加工材料可用于核聚变超导电缆）等。

特种气体及燃料企业：中国核电（布局氚工厂，主导氘、氚及锂-6等燃料研发）、上海众巍化学（实现 99.99% 纯度氘制备），雪人股份（在液氢储运技术的深厚积累，为核聚变燃料（氘氚）的储存与供应提供关键解决方案）。

• 超导材料

在可控核聚变装置（如托卡马克）中，超导材料是磁约束系统的核心基础，其核心作用是生成高强度磁场来约束上亿摄氏度的等离子体，避免高温燃料接触容器壁导致能量损失或装置损毁，无超导材料则无法实现稳态强磁场，聚变反应将无法持续。

超导材料根据临界温度高低又可以分为低温超导材料和高温超导材料，从低温超导（Nb Sn）向高温超导（REBCO）演进，推动聚变装置小型化、经济化。目前，磁体系统供应商包括国内主要代表企业有上海超导、西部超导、永鼎股份等。未来，随着高温超导带材成本下降和抗辐照技术成熟，超导磁体将成为可控核聚变商业化的核心引擎。

• 包层材料

包层不仅负责将聚变产生的能量转换为可用的电能，还要实现氚的自持和提供必要的辐照屏蔽。尽管低活化铁素体马氏体钢（RAFM钢）作为包层材料已取得了显著进展，但在面对更高水平的中子辐照时，现有材料的性能仍显不足。为了克服这些挑战，研究人员探索了添加氧化物弥散相来提高材料的高温蠕变强度，以及开发了机械合金化和非机械合金化方法来制备氧化物弥散强化钢（ODS钢）。此外，钒合金和碳化硅复合材料也因其独特的优势而成为研究的焦点，尽管它们目前还面临一些技术和应用上的障碍。未来，新型材料如复合块状非晶材料和低活化高熵合金，有望满足下一代核聚变堆的严苛要求提供解决方案。

• 第一壁材料

第一壁也就是直接包裹等离子体的那层材料，承担着屏蔽高热负荷、磁体屏蔽、氚增殖等功能，在聚变堆中的服役环境最为恶劣，面临的材料问题也最严峻。第一壁是包层系统的核心部件，由面向等离子体材料（目前所选材料是铍）、中间热沉材料（CuZrCr合金）以及后面支撑背板材料（316L（N）不锈钢）三部分组成，主要连接工艺为热等静压（HIP）。根据不同模块所承受热载荷的不同，第一壁分为承担高热载荷和低热载荷两种类型，即普通热负荷型（NHF）和增强热负荷型（EHF）。

第一壁材料的市场化仍处于工程验证驱动阶段，西材院、安泰科技等企业依托ITER项目实现技术突破和初期商业化。未来需突破辐照耐受性、降本工艺及标准体系三大瓶颈，随着CFETR（中国）、SPARC（美国）等示范堆建设加速，2030年后有望进入规模化应用期，撬动千亿级核聚变产业链。

• 靶丸材料

靶丸是激光惯性约束聚变实验中的核心组件，其典型结构包含氘氚气体层、氘氚冰层和非聚变材料外壳 [1-2] [4]。通过间接驱动或直接驱动方式，靶丸表面受激光或X射线辐照产生烧蚀压，引发内爆压缩使氘氚燃料达到超过5000万度高温和10000亿大气压的聚变条件。靶丸为多层球壳结构，外层为碳氢化合物或铍等低Z材料构成的烧蚀层，中间层包含固态氘氚冰，内部充填气态氘氚燃料。目前，靶丸材料市场化正经历 “工程验证驱动”向“规模化降本”转型，核心矛盾仍在于 辐照寿命与量产经济性。企业方面，安泰科技、厦门钨业等依托国家项目确立先发优势，First Light等创新企业探索低成本路径。2030年后随CFETR示范堆投运，靶丸市场有望进入爆发周期。

• 氘氚燃料

核聚变堆主要以氢同位素也就是氘、氚作为燃料，因为氘、氚是自然界最容易发生聚变的粒子，在聚变反应中能大量释放能量，而且氘氚聚变有诸多优越特性，包括反应截面大、点火温度低以及能量释放量大等，这些优点使其成为目前最易于利用的聚变反应。

地球上的氘储量极其丰富，而氚在自然界中几乎不存在，需要人工生产，主要通过聚变反应产生的中子与聚变堆包层中锂的发生中子吸收反应，以进行氚的增殖，实现聚变堆的产氚功能。氘氚聚变不同于铀钚裂变，主要产物为惰性气体氦，不产生温室效应气体以及其它污染物质，完全不生成放射性产物，不会对大气和环境造成污染。

核聚变中游环节是整个产业链的核心，涉及核聚变技术的研发以及设备的生产制造。主要包括核聚变技术的研发以及设备的生产制造、具体包括磁体、偏滤器、第一壁、磁体支撑等核聚变主机设备，以及压力容器、蒸汽发生器、汽轮机、发电机、各类泵阀等其他设备。这些设备的设计与制造需要极高的精度与可靠性，以保证核聚变装置能够安全稳定运行。

中游环节将材料转化为实际运行的设备和系统，是实现核聚变反应的核心载体。磁体系统、真空设备等直接决定装置的性能和稳定性。根据FIRE官方数据，聚变实验装置建设成本在百亿人民币，其中设备费用（主机、辅助系统、电力系统）占比约55%，超导磁体占总投资成本20-30%，是装置运行的核心部件。

磁体系统：西部超导（低温超导磁体）、联创超导（高温超导磁体）。

真空系统：合锻智能（中标真空室订单）、上海电气（交付真空室）、海陆重工。

偏滤器与第一壁：国光电气（偏滤器及第一壁材料）、安泰科技

其他设备：中核科技、久盛电气（核聚变防火类特种电缆）、纽威股份（向ITER供货核级和非核级阀门）、应流股份（核聚变反应堆结构件）。

（图片来源：星环聚能官网）

• 磁体系统

  

磁体系统是磁约束核聚变装置（如托卡马克、仿星器）的核心部件，用于产生强磁场约束高温等离子体，其核心功能是利用强大的磁场约束、悬浮并控制上亿摄氏度的高温聚变等离子体，使其远离容器壁，防止熔化材料并维持等离子体的稳定运行。

磁体系统占总投资成本约40-50%，为价值量最高的部分。联创光电子公司江西联创光电超导技术有限公司先后完成了REBCO集束缆线及高温超导磁体的设计，并于2025年1月完成国内首个基于高温超导缆线的D型线圈20K温区低温实验，联创超导的磁体系统已进入交付阶段。

• 真空室与第一壁系统

真空室在托卡马克装置中承担等离子体约束和安全屏障功能，为聚变反应提供超高真空环境，防止等离子体污染，占聚变堆总成本的约8%。第一壁系统（含包层、偏滤器）作为直面等离子体的核心部件，占装置总成本的10%-20%，其中偏滤器因材料要求极高（需耐受1亿℃高温）价值量占比显著。2024年，合锻智能已中标真空室2.09亿元订单，预计分批交付，此外与安泰科技在偏滤器等项目中共同竞标，形成“材料 – 制造”联盟。国光电气、海陆重工等在真空室相关技术都具备国际竞争力。

• 偏滤器

偏滤器是核聚变反应堆的关键部分，主要用于托卡马克装置中，主要起到排除杂质和热量控制的作用。在第一壁系统（含偏滤器、包层）中，偏滤器因耐高温要求，成为陈本占比最高的子模块。国光电气、安泰科技、合锻智能、联创光电、中洲特材等厂商都在该领域有所布局。

• 加热与控制系统

加热与控制系统用于对等离子体进行加热和控制，使其达到聚变所需的温度和稳定性，实现热能提取、能量转换、温度控制等功能。整体上，占聚变堆总投资成本约12%-15%。其中还，智能控制系统需要在毫秒级别完成对温度、磁场、电流、等离子体位置的精准调控，使核聚变保持持续稳定运行。智能控制系统不是一套“开关控制系统”，而是集成物理建模 + 数据驱动 + 边缘执行 + 全局调度于一体的智能控制网络。国内代表企业主要有和利时、中控技术、国电南自、远光软件等。此外，关键系统还有燃料循环系统、能量转换系统等。

下游主要为核电站运营，是技术成果转化与商业化应用的核心环节，其目标是实现核聚变技术的商业化应用，主要用于商业发电。虽然可控核聚变技术目前尚未实现商业化发电，但这一环节是产业链最终的目标所在。

中国核建、中国广核、国家电投、华能集团等在该领域是主要参与方。在工程建设方面，融发核电主要承担CFETR装置部分模块制造，中国核建主要承担ITER核心安装工程。在核电站运营方面，中国广核参股中国聚变能源有限公司，前瞻性布局核聚变能源领域。此外，从核聚变产业布局来看，近年来核聚变处在产业风口，各国政府加快政策落地与资金扶持，资本布局也在加速。

商业化路径与阶段方面，可控核聚变的商业化发展路径为实验堆→示范堆→商用堆。实验堆阶段需攻克能量净增益与稳定点火两大基础科学难题；示范堆阶段需要验证工程可行性和经济可行性；商业堆阶段则需要实现规模化部署和商业化运营。中国聚变工程实验堆（CFETR）计划在2025年启动建设，目标建成全球首个兼具聚变能量回收和工业级能源输出的反应堆，为商用化提供技术和运营经验。

总体而言，中国可控核聚变产业链已形成较为完整的体系，但核心技术的自主可控和产业化仍面临挑战。随着聚变装置建设的加速和商业化进程的推进，产业链各环节将迎来新的发展机遇，技术创新和国产替代将成为未来发展的主线。

分结构产业链重点企业梳理

可控核聚变产业链整体呈现民企在细分领域确立优势、关键系统以国家队为主的供应生态。分结构产业链重点企业梳理：

（注：部分企业，欢迎补充）

重点项目上市公司中标情况整理：

海外项目中，ITER项目（国际热核聚变实验堆）主要招标项目聚焦在磁体、真空系统、偏滤器及电源配套系统领域。其中截至2025年6月，西部超导主要承担磁体系统相关部件，已承担国内超导托卡马克90%以上的磁体订单。国光电气聚焦真空部件及真空室内部件领域，中标了高真空电连接器加工项目。安泰科技参与项目偏滤器核心部件制造。纽威股份、百利电气等参与项目配套系统制造，久立特材参与导体铠甲部分。

国内项目中，EAST装置（全超导托卡马克核聚变实验装置）的供应链以科研院所关联企业为主，但其聚变电源由爱科赛博部分承担、带材和偏滤器靶板西部超导及安泰科技中标。BEST项目招标以磁体系统为主，其中偏滤器部件由国光电气供应，真空室部件由合锻智能供应，PF磁体电源许继电气中标，电容器由王子新材子公司供应，其他大部分项目部件仍为科研院所供应。

可控核聚变产业分布地图

可控核聚变行业由于较高的技术门槛，较少的企业参与其中，且当前仍处于技术攻关阶段，商业化不足。整体分布上看，主要在科研资源丰富的地区，以后相关配套产业完备的区域。

从我国可控核聚变产业链企业区域省份分布来看，主要分布在安徽省，其次是广东省，其次依序是北京、上海、四川和江苏等省市。初步形成了以合肥、上海为核心的江浙沪徽产业圈，以及以成都、西安为核心的可控核聚变装备产业圈。

可控核聚变技术进展与卡点

核聚变项目投资巨大、周期长，大型项目通常由国家或多国政府合作建设。政府项目外，也有一些民营企业在不断探索可控核聚变商业化新路径，这些整体上促进了核聚变技术的工程化进展，有望加速可控核聚变商业化进程。国内大型可控核聚变重点项目梳理如下：

实现可控核聚变是一个复杂艰难的过程，目前还没有一款聚变堆能同时解决其中这些关键问题。未来，各国仍需积极应对挑战，推进核聚变技术的研发。

最新产业相关政策梳理

中国可控核聚变行业政策演变历程，从早期的科技规划与初步布局起步，逐步迈入技术积累与国际合作的新阶段。随着“双碳”目标的提出，国家政策对可控核聚变的支持力度进一步加大，不仅在科研资金和研发基地建设方面给予保障，还通过专项政策推动其前期研发和工程应用，为实现能源结构转型和“双碳”目标提供了有力支撑。

2025年4月，生态环境部正式发布《关于聚变装置辐射安全管理有关事项的通知》，明确了聚变装置的分类，进一步明确了聚变装置的管理标，为聚变装置的管理和聚变的应用奠定了基础。

2024年9月，生态环境部发布《聚变装置分级分类监管要求（征求意见稿）》，针对国内聚变研究装置技术路线和辐射安全风险不同的现状，提出分级分类监管方法，旨在有效保护生态环境和人员安全，适应聚变技术发展的新需求。这一政策的出台，将有助于规范聚变装置的建设和运营，保障行业的健康有序发展。

2024年7月，中国在核聚变领域的发展路线规划显示，预计在2050年前后建成聚变商用电站，实现聚变堆商用发电，使聚变能源惠及千家万户。

2024年5月，国务院国资委宣布开展第二批中央企业原创技术策源地布局建设计划，旨在推动各中央企业加大原创技术策源地建设力度，深入实施“加强应用基础研究”等11个行动计划，力争在量子信息、6G、深地深海、可控核聚变、前沿材料等领域取得一批原创成果。

2024年1月，工业和信息化部等七部门发布《推动未来产业创新发展的实施意见》，提出加强前瞻谋划部署。把握全球科技创新和产业发展趋势，重点推进未来制造、未来信息、未来材料、未来能源、未来空间和未来健康六大方向产业发展。

我国主要省份也出台了不少支持可控核聚变发展的政策和文件，如四川、上海、安徽等主要聚变企业所在地区，均通过文件和政策支持核聚变装置研发及超导材料研发等。

2025年4月，四川省科技厅联合10部门印发《关于加快以科技创新引领未来产业发展的实施方案（2025—2030年）》，明确了9+X技术领域发展方向，其中，“9”中就包括了先进核能。科技厅相关负责人表示，希望通过《实施方案》，聚焦未来产业重点领域，加强创新资源统筹和力量组织，形成“基础研究+技术攻关+成果转化+金融服务+人才支撑”的未来产业创新体系。

2024年3月，上海市经信委、市发改委等部门印发《上海核电产业高质量发展行动方案（2024-2027年）》，提出公关核聚变关键技术，推动紧凑式磁约束高温超导托卡马克装置、双锥对撞惯性约束激光核聚变、磁·惯性约束核聚变等技术研发，突破大尺寸、高电流密度、强磁场的高温超导磁体关键技术。

2023年，安徽出台《以创新模式加速推进聚变能商业应用战略行动计划（2022—2035年）》、《关于支持紧凑型聚变能实验装置（BEST）项目建设若干举措》等文件，为安徽核聚变商业化提供了明确的战略规划，确立了核聚变开发应用实验堆、工程堆和商业堆“三步走”发展路径，并从园区建设、技术攻关、项目融资、人才引进等方面给予全方位支持。2024年9月，印发《关于支持建设聚变堆主机关键系统综合研究设施的意见》，探索社会资本支持重大科技基础设施建设的安徽模式，布局全超导托卡马克实验装置等大科学装置，总投资超200亿元。2024年，安徽公开提出，紧凑型聚变能实验装置是“大国重器”，是安徽打造科技创新策源地、聚变能源科创引领高地的标志性项目。此外，还建立聚变产业商业联盟，吸引中国一重、上海电气、北京大学、清华大学等知名企业、科研院校和服务机构加入，理事成员单位达156家。

2024年9月，广东省政府印发《关于加快培育发展未来产业的行动方案》，提出加快发展新型储能、绿色氢能、先进核能、碳捕集利用与封存（CCUS）等技术，构建新型能源体系。

2024年5月，山东省人民政府办公厅印发《科技创新引领标志性产业链高质量发展实施方案（2024-2027年）》，提出突破新一代反应堆、先进乏燃料后处理等技术，开展核能综合利用、核电站运维技术与设备研制，推进核岛装备等首台（套）产品研发应用，推进商用超高温气冷堆技术应用示范。

2023年12月，江苏省人民政府办公厅印发《江苏省加强基础研究行动方案》，提出重点布局前沿导向的探索性基础研究。在新型超导材料、低纬量子材料、自旋电子学材料、拓扑物性调控、拓扑新材料、多原子体系及其异质结构等重要领域开展基础理论、调控方法、材料制备等研究。

2023年2月，《浙江省人民政府办公厅部关于培育发展未来产业的知道意见》，提出探索发展6个潜力巨大的未来产业，围绕量子信息、脑科学与类脑智能、深地深海、可控核聚变及技术应用、低成本碳捕集利用与封存、智能仿生与超材料等6个领域的未来产业，加强基础研究和应用研究，取得一批重大科技成果，积聚产业发展创新能量。

随着技术发展，可控核聚变迈入了发展快速期，正走出实验室迈向落地，政策的引领无疑将为打通可控核聚变商业化的“最后一公里”注入强劲动能。