可控核聚變行業深度報告：多路線百花齊放，期待黎明時刻.pdf

可控核聚變行業深度報告：多路線百花齊放，期待黎明時刻。混合堆為可控核聚變重要的發展方向之一。根據彭先覺院士等所著的 《核能未來與 Z 箍縮驅動聚變裂變混合堆》，天然鈾中 U235 的豐度僅 為 0.714%，而 U238 的豐度高達 99.28%，U235 是易裂變核素,而 U238 的裂變存在較高閾能，裂變的難度較高，U238 吸收一個中子，再經過 兩次β衰變可以換變為另一種重要的易裂變核素 P239。氘氚聚變產生 能量為 14.1 MeV 的高能中子，高能中子可以引起 U238 等可裂變材料 的裂變、（n，2n）、（n，3n）等反應，對于提高 U238 的利用效率顯得 非常重要，有利于提高鈾資源的使用效率。

混合堆有多種潛在類型。可控核聚變的方式包括磁約束與慣性約束， 磁約束包括磁鏡、仿星器、托卡馬克等構型，而慣性約束包括激光慣 性約束、Z 箍縮等，混合堆可采用各種核聚變構型，類型較多。

驅動器為 Z 箍縮-裂變混合堆的關鍵部分。Z 箍縮技術作為實現慣性約 束聚變的重要途徑之一，其核心原理在于等離子體在軸向強大電流產 生的洛倫茲力作用下，形成徑向的自箍縮效應；Z 箍縮驅動系統的核 心在于如何在極短時間內釋放高功率密度電流，同時滿足高頻運行、 模塊化部署與輻射環境兼容性，LTD 技術有望成為主流，其關鍵構成 為電容器和氣體開關。

超導為托卡馬克-裂變混合堆的關鍵部分。托卡馬克作為目前主流的可 控核聚變構型，其混合堆與傳統的托卡馬克較為類似，關鍵組成部分 為超導磁體，主要區別在于包層，混合堆包層由第一壁、燃料區、產 氚區、屏蔽區構成，主要是多了燃料區及相關的屏蔽區。