$东方钽业(SZ000962)$雪人股份(SZ002639)$002130$沃尔核材(SZ002130)$
三个月翻番|星环聚能聚变装置关键等离子体参数和脉冲大功率电源性能突破性提升2023年第三季度，由清华大学设计、星环聚能与清华大学联合建设的聚变实验装置SUNIST-2球形托卡马克关键等离子体参数和脉冲大功率电源性能较上一季度翻倍提升，环向磁场等指标在球形托卡马克领域已达国内第一、世界第三；在高温超导磁体、托卡马克数字孪生以及聚变衍生技术产业化方面，公司也取得显著进展。
多项技术突破，为星环聚能下一步独立建成全高温超导的可控聚变装置完成了阶段性的实验验证，进一步夯实了星环聚能作为全球商业聚变能企业第一梯队的竞争优势。等离子体电流是托卡马克的关键指标，等离子体电流越强约束性能越好。在上一季度第一等离子体阶段获得超过100 kA等离子体电流后，2023年第三季度，SUNIST-2的等离子体电流轻松突破220 kA（由于真空室内耐热保护板尚未安装而不得不主动停止进一步提升），等离子体放电时间也大幅延长超过1倍，实验结果波形如下图。显著的等离子体参数提升幅度和飞快的迭代速度，是星环聚能优秀的技术路线、运行水平和迭代开发能力的具体体现。
图为：等离子体电流波形对比除了等离子体实验方面的显著进展，星环聚能也在聚变工程技术方面高速推进。
首先，星环聚能成功升级了SUNIST-2的环向磁场电源及线圈，性能相比第一轮放电提升超过1倍，现已稳定工作于80 kA，SUNIST-2磁轴处环向磁场已达到0.72 T，达到目前球形托卡马克国内第一、国际第三的水平。
图为：TF电流波形对比用于等离子体AI控制的数套极向磁场电源已经全部建设完成，具备超过1 kA/ms的电流控制能力和10 kHz响应速度，与正在快速推进的高性能AI控制算法结合，将实现多种复杂工况下各种形态等离子体的高速精准控制。
其次，在高温超导磁体方面，星环聚能设计完成了第一饼聚变级球形托卡马克环向磁体工程设计，这是一个可以充分体现高温超导材料性能的高水平磁体，尺寸超过3米。在此过程中，团队形成了一套较为完善的高温超导磁体电磁、热和力的分析、设计和优化方法，低温、绕制、测试等子系统、任务正在有序开展，另有多个特殊用途高温超导磁体正在加工当中。
图为：第一饼环向磁体测试杜瓦
图为：等离子体源用紧凑型亥姆霍兹线圈同时，星环聚能为SUNSIT-2建设了托卡马克数字孪生系统，安装了上千个与装置运行密切相关的各种传感器和执行器，并基于多个工业通讯协议为它们开发了全方位的底层驱动，搭建了符合工业标准的物联网数据存储、访问和管理系统，结合三维可视化界面，直观全面地展示和记录了托卡马克所有部件及附属设备和仪器的实时状态，为SUNIST-2的高效稳定运行提供了坚实和方便的保障。
图为：数字孪生系统一期界面为了让实验数据的访问更加便捷，充分利用内部万兆网络，公司开发了基于纯HTML5技术无插件的海量数据可视化平台。通过动态采样等技术，解决了多画布海量数据同步拖动、缩放等性能问题，研发人员可以通过各种终端使用浏览器随时随地快捷地访问实验数据。
图为：Web数据可视化平台此外，聚变衍生技术产业化也在加速。星环聚能近期研制开发了高带宽高隔离度的信号隔离放大器模块，带宽超过50MHz，隔离电压超过3kV，适用于测量不同电位上的微弱信号，特别适合于等离子体等共模干扰严重场合下高精度高频率诊断信号的采集。该模块使用灵活方便，可以电池供电，也可以外部电源供电，还可组合形成多通道隔离放大器阵列。该模块已经形成标准化产品，供应给国内知名高校相关实验室。多种带宽、更高隔离电压、适配更多应用场景的隔离放大器模块正在持续开发。这标志着星环聚能的聚变技术已经从实验室走向场景应用与商业推广阶段。
最近一年，星环聚能布局专利超过70项，完整严密的布局了聚变能涉及的全部分系统，包括电源系统、控制系统、磁体系统、诊断系统、主机工程、整体运行等。
2021年10月创立以来，星环聚能致力于聚变能商业应用及相关技术研发，以建成我国首个商用可控聚变堆为己任，潜心于小型化、商业化、快速迭代的可控聚变能装置，在技术水平、装置参数与团队实力上，始终保持行业领先。在技术与工程上，2022年，星环聚能和清华大学工程物理系、中科院等离子体物理研究所一起快速、精准地完成了SUNIST-2球形托卡马克主机的装配，并形成了超高真空密封、大电流接头超低电阻检测、位置和振动测量和分析等一系列新方法或专利。今年7月，SUNIST-2球形托卡马克建成并开展了首轮运行，获得第一等离子体。这是我国目前磁场最强、等离子体性能最高的球形托卡马克。在SUNIST-2球形托卡马克上，星环聚能计划通过重复重联方案将等离子体加热至1.5 keV（约1700万摄氏度），此项计划将验证星环聚能可控聚变方案的原理可行性，并将等离子体参数推至世界同等规模装置的先进水平。本季度实现电源性能的翻倍提升，意味着星环聚能朝向这一目标迈出了坚实一步，有望于明年初完成实验验证的阶段性目标。在团队方面，星环聚能已搭建了聚变科学、工程技术、基础工艺、支持等部门组成的复合型团队。星环聚能核心研发人员来自清华大学工程物理系核能所聚变团队，该团队运行国内首个球形托卡马克装置（SUNIST）近二十年，在球形托卡马克及其技术等方面有深厚的积累。