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全球核聚变研发进入快车道 聚变堆氚增殖材料市场空间将不断扩大

2026-09-14 17:52      责任编辑:王昭    来源:www.newsijie.com    点击: 次


  聚变堆氚增殖材料是核聚变堆自持产氚的核心材料,其性能直接决定聚变堆能否实现氚燃料的自持。

  氘氚聚变是目前最容易实现的聚变反应类型,具有反应截面宽广、点火温度较低、能量释放巨大等特性。氚核组成由1个质子和2个中子构成,为放射性同位素,在大气层中的含量极低,主要通过宇宙射线与大气层气体相互作用自然产生。由于氚在自然界中极为稀缺,如何实现氚自持成为聚变反应堆实现商业化运营的关键。

  目前氚获取途径主要包括重水反应堆副产氚、加速器产氚、专用产氚反应堆、核聚变堆自持产氚等,其中核聚变堆自持产氚是通过产氚包层实现氚燃料的在线增殖,是目前研发的热点方向。

  根据新思界产业研究中心发布的《2026年中国聚变堆氚增殖材料市场专项调研及企业“十五五规划”建议报告》显示,随着全球核聚变研发进入快车道,聚变堆氚增殖材料市场空间将不断扩大。2025年全球氚增殖材料市场规模约3.1亿美元,预计2030年将增长至9.0亿美元。

  根据物理形态不同,聚变堆氚增殖材料分为固态陶瓷增殖剂、液态增殖剂两大体系,其中固态陶瓷增殖剂以正硅酸锂(Li4SiO4)、钛酸锂(Li2TiO3)等为代表,液态增殖材料主要包括液态金属锂及其合金,如锂铅合金、锂锡合金和氟锂铍熔盐等。

  液态增殖材料具有热导性好、流动性强、氚回收方便等优势,但工程实施困难极大,固态陶瓷增殖材料具有化学稳定性高、安全性好、无磁流体效应等优势,是目前主流聚变堆氚增殖材料,如中国氦冷固态包层(HCCB)、日韩氦冷陶瓷球床包层均采用固态增殖剂方案。

  近年来,国内外单位及企业在聚变堆氚增殖领域不断突破。2026年2月,英国惯性聚变公司First Light Fusion公布了FLARE电站概念设计的氚增殖能力验证结果,FLARE使用天然锂即可实现1.8的氚增殖比(TBR)。

  我国聚变堆氚增殖材料研究单位及生产企业包括核工业西南物理研究院、中核科技等,核工业西南物理研究院是中国氦冷固态增殖剂实验包层(HCCB TBM)项目的牵头单位,中核科技是国内氚增殖材料龙头企业,核心材料氚增殖效率行业领先,长期稳定供应EAST与ITER项目。

  新思界行业分析人士表示,我国在聚变堆氚增殖材料的工程化工艺、产能建设方面已形成一定优势,但在辐照后表征、原位回收等环节仍存提升空间。在相关标准方面,T/ANS 009-2024《聚变堆包层固态中子-氚复合增殖剂的湿法制备与性能测试方法》,适用于聚变堆固态包层中子-氚复合增殖剂Li2MxN1-xO3(M=Be/Pb,N=Ti/Si)的陶瓷粉体制备、湿法制球、物理性能测量和氚增殖率模拟计算。

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