摘要：
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。
全球铍产业链高度垄断。铍是大国游戏，全世界具备完整铍产业链的只有美国、中国、哈萨克斯坦（前苏联地区），美国是全球铍矿储量和产量的第一大国。国际上，美国Materion公司是全球最大的铍供应商，年生产含铍材料占世界70%，供应整个西方国家；哈萨克斯坦的乌尔巴冶金厂（全球第二大铍生产商）在苏联解体后接受了Materion公司投资，成为美国的铍及铍合金供应基地；日本NGK不具备铍冶炼技术，从Materion公司进口氧化铍，是全球第二大铍铜合金生产商。国内看，由于铍在国防军工、航空航天、核工业领域的不可替代性，国家为解决战略性“卡脖子”问题，高度重视铍产业，五矿铍业、西材院、上海太洋等一众国内企业已呈星星之火、可以燎原之势，努力实现铍产业的国产替代。
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。
文章来源
本文摘自：2024年7月21日发布的《铍，可控核聚变的“锂矿”》
陈 磊，资格证书编号；S0880522060001
王 浩，资格证书编号；S0880513090004
鲍雁辛，资格证书编号；S0880513070005
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