中子倍增剂,指通过与高能中子发生核反应,以产生更多次级中子,从而提高中子利用效率和氚增殖率的核聚变反应堆功能材料。中子倍增剂需具备化学相容性良好、抗辐照能力强、热稳定性佳、熔点高、中子倍增效率高等特点,在托卡马克装置中需求旺盛。
中子倍增剂组成材料包括铍(Be)、铋(Bi)、铅(Pb)、汞(Hg)等。铍具备反应截面高、中子阈能低、熔点高等特点,在中子倍增剂制备过程中应用较多。但铍也同时存在机械性能差、毒性高、使用寿命有限等问题,需经过改性以提升其综合性能。目前,铍-氧化铍复合材料、铍钛合金等新型铍基材料已在中子倍增剂中获得应用。
根据新思界产业研究中心发布的《
2025-2029年全球及中国中子倍增剂行业研究及十五五规划分析报告》显示,中子倍增剂作为功能材料,主要应用于核聚变反应堆中,可实现燃料自持。受益于国家政策支持,我国核聚变行业发展速度不断加快。2024年我国可控核聚变招投标规模达到近30亿元,创造历史新高。中子倍增剂可在强中子辐照、高温以及高压等严苛环境中与氚增殖剂协同工作,未来伴随应用需求增长,其市场空间将得到进一步扩展。
全球中子倍增剂市场主要参与者包括日本MiRESSO株式会社、美国马拉松聚变公司(Marathon Fusion)等。马拉松聚变专注于核聚变技术的研发及相关产品的生产,其研究团队提出采用汞-198作为中子倍增剂,该材料无需提纯,能够直接用于核反应堆。在本土方面,我国已布局中子倍增剂行业研发及生产赛道的企业包括东方钽业、五矿铍业等。
近年来,随着本土企业及相关科研机构持续发力,我国中子倍增剂技术不断进步。2025年3月,由核工业西南物理研究院牵头承担的“产氚包层氚增殖剂与中子倍增剂工程化认证”任务成功通过专家组验收,这标志着我国已掌握中子倍增剂铍小球与氚增殖剂正硅酸锂小球工程化制备技术,产品质量及生产规模已达到全球领先水平。
新思界
行业分析人士表示,受益于核聚变行业发展速度加快,中子倍增剂市场空间将得到进一步扩展。受市场前景吸引,我国中子倍增剂研发热情持续高涨,已取得众多新进展。未来伴随研究深入、技术进步,我国中子倍增剂行业发展态势将持续向好。
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