策略研究:铍 可控核聚变的“锂矿”
铍,未来商业 聚变堆的价值量之王。随着可控核聚变托卡马克装置从“等离子体控制”进入“氘氚燃料反应”阶段,铍将成为商业聚变堆价值量最大的部分,占比达30%-40%。铍在托卡马克中的应用有两处:①中子倍增剂占比80%,铍的潜在竞争者是铅,但目前看很难替代;②第一壁材料占比20%,但这部分未来可能被钨替代。
在中子倍增剂材料中,铍是最优的选择。中子倍增剂是用来增加中子总数,提高与锂原子核反应的几率,可供选择的材料有铍和铅。相对于铅,铍的中子阈能更低,即中子在撞击原子时会携带能量,激发铍倍增中子所需的能量低于铅,因此铍的中子倍增效率更高。同时,聚变堆包层模块工作温度高,固态铅熔点低易熔化,使得其难以应用;铍熔点高,不存在类似的风险。此外,铅的密度大,其作为中子倍增剂时的包层模块更重,对聚变堆结构和材料提出更高要求。在第一壁材料中,目前以铍为主,未来可能被钨材料替代,但第一壁的铍用量仅占商业聚变堆铍总用量的20%,影响有限。
核聚变打开上限,铍的基本盘在于军工、航空航天等领域。铍的密度低(轻)、熔点高(1287℃)、具有较低的热膨胀系数(不易变形),这些优异性能决定了铍在国防军工、航空航天、核工业领域的尖端应用,具有特殊战略意义。在国防军工领域,①铍含量超过62%的铍铝合金,具有质轻、质刚和热性能优良的特点,用于军机、军用激光反射器等,替代原有的钛合金材料;②金属铍用于飞行器中的结构件,实现减重和提速的目的,如战略洲际导弹助推器和有效载荷之间的转接壳体、飞船热屏蔽板、战术通信卫星的构架。在航空航天领域,①由于铍的尺寸非常稳定、不易形变,用于惯性导航系统中的陀螺仪,保证铍制导航材料的高精度。②铍的比热在所有金属中最高,熔点高,可作为轻质、高效的吸热材料,用于火箭发动机喷嘴和控制推进器。目前,国内铍产业每年市场空间50~60 亿元(不包含核聚变、四代钍基熔盐堆),国产供给20 亿元。
风险提示:全球地缘政治风险,矿产资源风险,关键材料替代风险。
*免责声明:文章内容仅供参考,不构成投资建议
*风险提示:股市有风险,入市需谨慎