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2025年全球ITER項目建設介紹:國際通力合作的核聚變項目,將為人類商業化應用可控核聚變做出重要貢獻

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20 張維佳 ? 2025-04-15 14:00:24  來源:前瞻產業研究院 E18992G0

行業主要上市公司安泰科技(000969.SZ),中國廣核(003816.SZ),永鼎股份(600105.SH),西部超導(688122.SH),上海電氣(601727.SH)等

本文核心數據:ITER建設內容;經費構成;各國承擔成本占比

1、國際熱核聚變實驗堆計劃2025年組裝結束,進入下一調試階段

國際熱核聚變實驗堆計劃(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)是全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一,計劃倡議于1985年,并于1988年開始實驗堆的研究設計工作。經過十三年努力,耗資十五億美元,在集成世界聚變研究主要成果基礎上,ITER工程設計于2001年完成。此后經過五年談判,ITER計劃七方2006年正式簽署聯合實施協定,啟動實施ITER計劃。預計于2025年正式開始等離子體實驗,2034年進一步開始實驗運行。

圖表1:ITER主要建設里程碑

2、建設規模巨大,代表全球最前沿的托卡馬克裝置水平

從建設設施上看,39棟建筑和技術區容納了ITER托卡馬克及其工廠系統。該設施的核心——托卡馬克大樓——是一座七層高的鋼筋混凝土結構,位于平臺水平面以下13米,上方60米處。托卡馬克組件的預組裝在相鄰的裝配大廳進行。托卡馬克大樓附近的其他輔助建筑包括冷卻塔、電氣設備、控制室、廢物管理設施以及將提供液氦來冷卻ITER磁體的低溫工廠。ITER科學裝置的核心是托卡馬克綜合體,這是一座重達40萬噸的大樓,將氚樓、托卡馬克樓和診斷樓整合在一起。這座龐大的綜合體的建造耗時超過10年,耗時數百萬小時。該項目由歐洲國內機構承包商VFR負責實施。

圖表2:ITER土木工程建設內容

從系統部件供應上看,ITER組織全面負責ITER七個成員向ITER現場運送的部件的集成和組裝。這包括ITER托卡馬克的組裝,其部件數量估計超100萬個,以及射頻加熱、燃料循環、低溫、冷卻水、真空、控制和高壓電氣等工廠系統的并行安裝和集成。

圖表3:ITER系統部件主要建設內容

3、ITER項目建設中采購成本占比最高;歐盟承擔建設成本大頭

根據國際熱核聚變實驗堆(ITER)項目的費用和分攤計劃,其計費單位為IUA,按1998年標準1IUA等于1000美元,KIUA即百萬美金。1998年設計方案中的建造費用為3578KIUA,占比約42%;運行費用188KIU/年,設計運行20年,累計達3760KIUA,經費占比達44%;此外,項目設施退役拆除等所需費用累計和811,占比10%。ITER項目中不同系統的費用分配,包括磁體系統、低溫系統、裝配與測試、真空容器與熱屏蔽、冷卻水系統與診斷、電源供應與分配、建筑物以及其他等部分。其中,磁體與低溫系統采購成本占比最大,其次為真空容器及內部組件

圖表4:ITER項目建設經費構成(單位:KIUA,%)

作為2006年簽署的ITER協議的締約國,七個成員國將分擔項目建設、運行和退役的費用。它們還共享實驗結果和制造、建設和運行階段產生的知識產權。

歐洲承擔了最大一部分建設成本,占45.6%;剩余部分由中國、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國平均分擔。各成員國對該項目提供的資金支持很少,九成的支持將以完整的部件、系統或建筑物的形式交給ITER組織。

圖表5:ITER建設費用各國承擔成本占比(單位:%)

4、未來展望:為人類商業化應用可控核聚變做出貢獻

托卡馬克能夠產生的聚變能量與其核心中發生的聚變反應數量直接相關。容器越大,等離子體的體積就越大,因此產生聚變能量的潛力也就越大。ITER托卡馬克的等離子體體積是目前運行的最大機器的五倍,它將成為一個獨特的實驗工具,能夠產生更長的等離子體并更好地約束。該機器經過專門設計,旨在實現以下目標:

圖表6:ITER項目建設目的

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