可控核聚变专题：辅助加热为必要系统，关注波源及电源环节

敬请参阅最后一页特别声明辅助加热系统：托卡马克核聚变的必要装置，价值量占比达7%-8%目、DEMO项目中，加热和电流驱动（辅助加热系统）价值量占比达7%、8%。辅助加热系统壁垒在于波源系统、电源系统技术的厂商有望切入辅助加热电源供应链。板块进入密集资本开支期，辅助电源招标持续推进建议重点关注板块资本开支提升带来的投资机会。可控核聚变实验结果不及预期、可控核聚变资本开支投入不及预期。 电源的相关公司。投资建议风险提示 敬请参阅最后一页特别声明内容目录一、辅助加热系统：可控核聚变发生反应的必要装置..................................................41.1核聚变为什么需要高温？..................................................................41.2欧姆加热温度仅达0.3亿度，需辅助加热系统联合加热至1亿度................................41.3加热系统及电流驱动价值量占比为7%～8%...................................................5二、辅助加热系统壁垒在于波源系统、电源系统......................................................62.1微波源：大功率产品壁垒高，具有供应能力的厂商有望推进国产替代............................62.2电源系统：PSM、HVPS是辅助加热电源的理想选择.............................................8三、实验堆密集建设，加热系统招标持续推进.......................................................103.1“十五五”期间产业进入实验堆批量建设阶段................................................103.2加热系统招标持续推进...................................................................11四、投资建议...................................................................................124.1旭光电子：大功率电子管切入核聚变，消耗品属性长坡厚雪...................................124.2国力股份：速调管核心供应商，有望切入核聚变领域.........................................144.3四创电子：国内雷达龙头之一，子公司华耀供应核聚变PSM电源...............................16五、风险提示...................................................................................18图表目录图表1：核聚变需要高温穿透库伦斥力才能发生反应.................................................4图表2：氘（D）-氚（T）聚变反应温度在10-50keV（1亿-5亿度）....................................4图表3：欧姆加热不能稳定加热到聚变温度条件，需要配套辅助加热系统...............................4图表4：多种加热方式优势能够互补，提升等离子体加热效率.........................................5图表5：ITER和EAST核聚变项目均采用中性束注入+3种射频的辅助加热方式...........................5图表6：加热系统和电流驱动占ITER投入预算的7%..................................................6图表7：加热系统和电流驱动占DEMO堆投入预算的8%................................................6图表8：EAST装置射频加热微波源为电子管、回旋管、速调管.........................................6图表9：辅助加热系统单只电子管、回旋管、速调管脉冲功率要求分别为1.5MW、1MW、0.5MW..............7图表10：大功率波源器件需要耐高温、耐高电压、高真空度..........................................7图表11：EAST、BEST项目微波源布置规模..........................................................8图表12：大功率微波源海外龙头为Thales、东芝，国产厂商有望推进国产替代..........................8图表13：ITER辅助加热系统电源电压要求26kV-1MV.................................................9图表14：ITER辅助加热电源切断响应时间为微秒级、负载短路时释放能量低............................9图表15：PSM主要适用100KV及以下，HVPS电源主要适用于几百千伏至兆伏的输出电压.................10图表16：PSM主要给射频加热系统供电，HVPS主要给NBI系统供电...................................10 敬请参阅最后一页特别声明图表17：国内中核系、中科院系、商业公司、高校系多类机构同时推动核聚变实验堆发展...............10图表18：国内核聚变有中核集团、中科院两条主线主导产业链推进...................................11图表19：中科院等离子所24、25年在加热系统领域进行招标........................................12图表20：旭光电子主要产品电力设备、军工以及电子材料...........................................12图表21：25Q1旭光电子营收短期承压.............................................................13图表22：25Q1旭光电子归母净利润加速增长.......................................................13图表23：24年旭光电子大功率电子管收入达0.47亿元..............................................13图表24：24年旭光电子大功率电子管收入占比为3.0%..............................................13图表25：24年真空灭弧室收入达6.8亿元.........................................................14图表26：24年旭光电子真空灭弧室毛利率降至6.1%................................................14图表27：旭光电子DB968、DB967覆盖100kW、1.5MW功率...........................................14图表28：国力股份产品主要为继电器、电路开关、电容器、速调管等.................................14图表29：25Q1国力股份营收同比+59.4%...........................................................15图表30：25Q1国力股份归母净利润表现较好.......................................................15图表31：直流接触器收入占比超50%..............................................................16图表32：直流接触器盈利能力短期承压...........................................................16图表33：P波段大功率超构材料速调管（3MW）.....................................................16图表34：国力股份微波源具备供应受控热核聚变能力...............................................16图表35：四创电子产品覆盖雷达、信息系统、微波短路、电源等.....................................16图表36：25Q1四创电子营收短期承压.............................................................17图表37：25Q1四创电子归母净利润短期承压.......................................................17图表38：24年雷达及雷达配套收入占比超50%.....................................................17图表39：24年雷达及雷达配套毛利率承压.........................................................17图表40：四创电子持有华耀电子90.83%股权.......................................................17图表41：华耀电子PSM高压电源供应EAST装置....................................................17图表42：华耀电子140kV PSM电源具备高功率密度、动态响应、磁通性等优势.........................18 敬请参阅最后一页特别声明一、辅助加热系统：可控核聚变发生反应的必要装置1.1核聚变为什么需要高温？核聚变能量来源于聚变时发生质量亏损而释放的巨大能量。以氘氚聚变为例，反应将氘核与氚核聚合成为重核（氦核）与中子，过程中出现质量损失。根据质能方程E=mc²，亏损的质量将转换为相应的能量释放出来。氘氚发生聚变反应的温度条件需要在1亿度以上。带正电的原子核间存在名为库伦斥力的排斥力，这种斥力的大小与两个粒子的电荷量的乘积成正比，与粒子之间的距离平方成反比，氘（D）-氚（T）核聚变需要较高的温度促进氘氚原子克服库伦斥力接近到足够近的距离发生核反应。根据《可控核聚变研究现状及未来展望》，D-T发生聚变反应的温度条件需要在1亿度以上。图表1：核聚变需要高温穿透库伦斥力才能发生反应图表2：氘（D）-氚（T）聚变反应温度在10-50keV（1亿-5亿度）来源：国际原子能机构，可控核聚变，国金证券研究所来源：《可控核聚变研究现状及未来展望》，国金证券研究所注：D-T聚变反应为氘-氚聚变反应；keV为千电子伏特，是一种能量单位1.2欧姆加热温度仅达0.3亿度，需辅助加热系统联合加热至1亿度托卡马克欧姆加热最高仅能达0.3亿度，需要辅助加热系统联合加热至1亿度。托卡马克启动加热为中心螺管提供