可控核聚变行业系列专题报告：电源决定聚变控制精度，特种电源迎发展东风.pdf

可控核聚变行业系列专题报告：电源决定聚变控制精度，特种电源迎发展东风。电源安全性要求高，产品迭代推动核聚变点火：我国聚变装置“等离子体 的温度”、“等离子体密度”和“能量约束时间”的“三乘积”已经达到 1020 量 级，距离 5×1021 的聚变自持条件仍有一段距离。电源在聚变装置中起辅 助等离子体加热、控制等离子体位置的功能，技术迭代可推动“三乘积”提 升，最终实现聚变点火。电源需要配合等离子体反应不断调整输出电流、 电压，电源系统对控制精密度要求严格，以避免电磁辐射对聚变装置的危 害。在聚变装置功率的提升的过程中，聚变装置对高压电网的运行安全性 冲击也在提升，对于电源控制能力的要求进一步提升。

磁体电源、加热电源性能侧重方面不同，我国具备电源核心零部件国产化 能力：托卡马克聚变路线需要使用磁体电源和加热电源。磁体电源起控制 等离子体位置、保护磁体安全等功能，同时强调快响应速度以及高稳定 性。磁体电源的响应时间需要控制在 0.3ms 以内，电压波动率不超过 3%， 同时需要具备高抗扰动能力。加热电源呈现大功率化趋势，多种加热方案 均需使用高频率射频技术，并以电子管作为核心零部件。我国以往需要从 美国、俄罗斯、法国进口电子管，目前通过 2017-2019 年科技部专项已经 具备回旋管、速调管、四极管国产化生产能力。

直线型、Z 箍缩、仿星器等核聚变路线对电源要求严格：直线型装置使用 电源进行等离子体电离、等离子体喷射，需要将等离子体加速到 250km/s， 要求线圈的放电速度需要控制在亚微秒级别，直线型装置电源成本占比 约 50%。Z 箍缩装置需要研发 50 MA 级别的“电磁驱动大科学装置”，占 装置整体成本约 30%。仿星器磁场位形完全依赖磁场线圈电流，电源设 计及控制复杂。除托卡马克路线以外，直线型、Z 箍缩、仿星器等其他核 聚变路线均对电源提出高要求。

电源客户壁垒、技术壁垒高，有望受益于聚变投资景气度上行：电源厂商 需要紧密配合客户需求对产品进行定制化研发，具备高客户壁垒；同时核 聚变需要使用大功率电源且对稳定性要求高，具备技术壁垒。随着我国核 聚变投资景气度上行，多技术路线并进，有望推动聚变电源需求释放。