可控核聚变：未来重要的理想能源
1.1 核聚变：能量产出比核裂变更高
全球能源短缺与环境污染问题日益突出，推动能源结构低碳化已成为国际共识。核能因安全、清洁、稳定、能量密度高，被视为理想能源之一。目前商用核能主要基于核裂变技术，虽已成熟，但仍面临两大挑战：长寿命放射性废物处理难度大，以及铀矿资源有限。
核聚变则具备更高能量产出潜力。据《核裂变与核聚变发电综述》，1克氘氚聚变燃料释放能量相当于11.2吨标准煤，约为1克铀-235裂变能量（2.6吨标准煤）的4倍。聚变燃料用量少、物理废物量低，放射性危害显著低于裂变，且燃料来源更丰富，被公认为下一代能源重要方向。
1.2 氘-氚反应：当下核聚变主流路径
1.2.1 氘储量丰富，氚生产条件严苛
在各类聚变反应中，氘-氘反应技术难度高；氘-氦3受制于地球氦3极端稀缺；质子-硼11反应虽清洁且燃料丰富，但所需条件极高，仍处基础研究阶段。
相比之下，氘-氚反应具有三方面优势：
- 燃料获取相对可行：氘广泛存在于普通水中，富集与电解工艺成熟、成本较低；氚半衰期约12.43年，自然界几乎不存在，需通过反应堆“自持”生产——实现高效氚自持是商业化核心挑战。
- 技术可行性最高：过去半个多世纪的聚变研究集中于氘-氚反应，托卡马克、仿星器等装置设计及氚循环、中子屏蔽等工程体系均围绕该路径构建。ITER和中国CFETR等项目目标即验证其工程可行性。
- 能量增益相对最高：单次反应释放17.6MeV能量，其中80%由高能中子携带，可通过热能高效转化为电能，是实现Q>1（净增益）乃至Q>10（商业化发电）最现实路径。
尽管存在中子辐照与放射性活化等问题，但凭借最低点火温度、较易获取的燃料和最成熟的研发基础，氘-氚反应仍是当前唯一被理论与实验广泛验证、具备工程可行性的主流路径。
1.2.2 核聚变核心判据：劳逊判据
实现净能量增益的关键在于满足劳逊判据：等离子体密度n、温度T与能量约束时间τₑ的乘积（nTτₑ）须超过阈值。对氘氚反应，该阈值约为3×10²¹ m⁻³·keV·s。仅当达到该条件，聚变输出功率才能超越辐射与传导损失，实现“点火”。
1.3 实现路径：磁约束与惯性约束为主流
可控聚变约束方式可分为引力约束、惯性约束与磁约束三类：
- 引力约束：太阳依靠巨大引力实现持续聚变，但人类无法在地球上复现该条件，不具备工程可行性。
- 惯性约束：利用激光或粒子束瞬时压缩微型燃料靶丸，使其在惯性作用下达到极高密度与温度触发聚变。美国国家点火装置（NIF）2022年实现聚变能量超激光输入能量（Q=1.53），但整体耗电达322MJ，凸显其对巨量输入与精密控制的高度依赖。我国“神光”系列高功率激光装置亦属此技术路线。
- 磁约束：利用磁场洛伦兹力约束带电粒子运动，实现长时间稳态运行。以托卡马克为代表的磁约束路径发展最成熟、技术积累最深厚，被国际学界视为最可能率先实现和平利用与商业发电的路线。
新增电力需求旺盛，可控核聚变有望成为最佳方案
2.1 数据中心：成为新的电力消耗主力
全球AI与数据中心用电增速远超其他行业。据IEA《Energy and AI》（2025年）测算，当前全球数据中心用电约415TWh，占全球用电1.5%，近5年年均增速约12%；预计2030年将升至约945TWh，占比近3%，年均增速约15%，为其他用电部门的4倍以上。其中，中美两国将贡献约80%的增量。
科技巨头正通过中长期清洁电力采购协议（PPA）深度对接能源企业，锁定风电、光伏、水电及核电资源，支撑云计算与AI基础设施发展。Google、Microsoft、Amazon、Meta等已在欧美签署多笔零碳电源长期合约。Commonwealth Fusion Systems（CFS）计划2030年代初向Google供应200MW聚变电力；Helion Energy拟2028年起为Microsoft供电。国内腾讯、阿里巴巴则通过大规模绿电中长期合同及“嵌套式”购电协议，覆盖数据中心用电需求。
2.2 传统供给受限，可控核聚变优势凸显
化石能源储量有限，石油、天然气、煤炭可采年限仅数十年至百年；我国铀矿禀赋不足——储量不高、品位偏低、矿体分散、埋藏条件差，新增资源难以匹配核电装机扩张速度，对外依存度已升至约80%，上游资源约束明显。
相较之下，核聚变具备高能、环保、安全三大优势：
- 高能：单位质量释放能量约为化学反应的400万倍、核裂变的4倍（ITER官网数据）；
- 环保：不排放二氧化碳等温室气体，主要副产物为惰性无毒的氦气；中子活化材料百年内即可回收再利用，无高活度、长寿命放射性废物；
- 安全：无连续链式反应风险，堆内燃料仅存“几秒钟量级”，适用于高负荷、城市化及数据中心密集区域部署。
上述特性使核聚变天然契合“高能量密度+零碳/低碳+安全性可控”的下一代电力供给方向。
未来5年核聚变资本开支超920亿元，本土企业受益
3.1 中游设备制造占比超50%，产业链拉动效应显著
据华西证券报告，未来5年全球可控核聚变领域资本开支预计超920亿元，中游设备制造环节占比逾50%，对超导磁体、真空室、中子屏蔽材料、高温耐辐照部件等关键设备需求强劲，有望带动本土高端装备制造企业快速发展。