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一块电池用几千年?中国“碳-14核电池”突破,A股这些公司迎来风口

   日期:2026-07-09 07:07:17     来源:科创第一线    浏览:0    评论:0    

5730年半衰期、零下100度到200度极端适应、体积缩小83%、放射源用量减少78%——这不是科幻,而是刚刚在兰州发布的“千纪源”碳-14核电池交出的成绩单。

01

一场发布会,

掀开微能源革命新篇章

7月6日,兰州。由西北师范大学主办、甘肃烛龙科技有限公司承办的“千纪启源·核能革新”自主可控碳-14核电池全链条技术成果发布会举行。

会上,两个名字颇具东方底蕴的产品正式亮相—— “千纪源天枢”碳-14核电池“千纪源能枢”碳化硅换能器。

这标志着我国碳-14核电池完成了 从放射源、核心换能器件、安全封装结构、微能量管理到场景验证的全链条自主化关键突破。

从“烛龙一号”到“千纪源”,仅仅一年多时间,中国在微型核电池领域实现了从实验室研发到工程化应用、再到产业化落地的关键跨越。

02

五大突破:

不只是“升级”,是“重构”

相比2024年11月发布的“烛龙一号”工程样机,“千纪源”系列实现了五大技术突破:

    • 全新放射源适配体系

    • 高效换能技术

    • 三维叠层封装结构

    • 智能储能电源管理系统

    • 高精度传感与无线传输系统

    这五大突破构建了国产化自主可控的技术体系与知识产权体系。

    但真正让人震撼的,是核心指标的量级跃升:

    指标

    提升幅度

    放射源比活度

    提升1.5倍

    放射源用量

    仅为前代22%(成本暴降)

    短路电流

    提升至2.5倍

    最大输出功率

    达到前代2.6倍

    有效体积

    缩减至前代17%

    体积功率密度

    提升15.5倍

    体积缩小83%,功率密度提升15.5倍,放射源用量减少78%——这不是简单的迭代,而是系统性重构。

    西北师范大学项目团队负责人苏茂根教授透露,“千纪源天枢”在16.8立方厘米的体积内,使用了129毫居里的碳-14放射源,实现了短路电流0.713微安、开路电压2.06伏、最大输出功率1.13微瓦的性能指标。这一系列突破性指标彻底打破了传统技术效率低、用料多、体积大、功率密度低的局限,实现了小型化、高功率、低成本、高集成的系统性升级。

    03

    为什么碳-14是“终极电池”材料?

    碳-14同位素的 半衰期长达5730年。这意味着,一块碳-14核电池理论上可以供电数千年。

    同时,它具备 -100℃至200℃的极端温度适应性——无论是南极极寒还是航天器舱内高温,都能稳定工作。

    更重要的是安全性。碳-14释放的是 低能量β辐射,易于屏蔽,且衰变后形成无害的氮-14。这在安全性和环境影响方面具备天然优势。

    核电池是 空天探测、极地科考、特种装备、无人值守等场景不可或缺的长寿命能源也是国家新型能源体系与战略科技力量的重要组成部分。

    应用场景远不止于此。在医疗领域,碳-14核电池可为心脏起搏器、脑机接口等植入式设备提供永久能源,避免患者反复手术更换电池的痛苦;在物联网领域,能够支撑万亿级传感器网络的长期运行;在极端环境(如深海、极地、月球、火星等)中,可作为无需维护的持续供电解决方案;在宇宙深空探测领域,更有望为星际航行器提供持久动力。从人体植入到深空探测,碳-14核电池的应用边界正在以前所未有的速度拓展。

    04

    产业链闭环成型:

    五家巨头已率先入局

    发布会现场最值得关注的信号是——甘肃烛龙科技有限公司与中国同辐股份有限公司、中核秦山同位素有限公司、中国联合工程公司、中煤科工数创科技(重庆)有限公司、浙江爱索拓标记医药科技有限公司五家企业签署战略合作协议。

    各方将围绕碳-14核电池在技术成果转化、多场景工程化应用、碳-14同位素原材料供应、行业标准制定等领域开展长期合作,共同搭建 “科研攻关、产品定型、场景试用、合规使用、标准制定、规模生产、废料回收”的完整产业闭环。

    从“发布”到“签约”,只隔了一场发布会的时间。这标志着碳-14核电池已经从实验室走向了产业化的快车道。

    值得注意的是, 碳-14同位素原料的国产化供应已经打通。2024年4月,我国首次利用核电商用堆批量生产碳-14同位素,破解了国内碳-14同位素长期依赖进口的难题。2025年5月,首批符合质量标准的国产碳-14产品正式投放市场,产量可完全满足国内市场需求。中核秦山同位素有限公司已投资建设5条同位素生产线,年产预计可达150居里左右。这为碳-14核电池的规模化生产提供了最上游、最核心的原料保障。

    05

    市场空间有多大?

    从微瓦级到更大的想象

    全球核电池市场正处于爆发前夜。

    2026年全球核电池同位素源行业市场规模已突破42.7亿美元,较2025年增长18.3%,其中深空探测与极地/深海无人装备两大应用场景贡献了超过62%的增量需求。

    从更宏观的视角看,全球核电池市场2026年估值已达960亿至1027亿美元,预计到2034年将增长至1637亿至1781亿美元,年复合增长率保持在6%至8%。

    中国在该领域的份额正快速提升——亚太地区市场份额从2020年的11%跃升至2026年的21.6%,中国在2025年首次实现钚-238毫克级自主生产。 中国有望成为全球首个实现民用核电池产业化的国家。

    在技术演进路径上, 碳-14核电池正处于从“微瓦级”向“毫瓦级甚至瓦级”跨越的前夜。随着第四代半导体材料与新型核同位素应用的突破,原子能电池的转化效率与输出功率将大幅提升。碳-14相关产业规模预计将从当前的120亿元飙升至2030年的800亿元,带动从同位素提纯到设备集成的完整产业链发展。

    06

    产业影响:三个层面的深远变革

    第一,战略层面——能源自主可控的关键拼图。

    碳-14核电池的全链条自主化,意味着中国在微型同位素电池领域摆脱了对外部技术的依赖。核电池是空天探测、极地科考、特种装备等战略场景不可或缺的长寿命能源,其自主可控直接关系到国家战略科技力量的建设。从碳-14同位素的国产化量产,到换能器件、封装结构、电源管理系统的全链条突破,中国构建了完整的自主知识产权体系。

    第二,产业层面——催生“核电池+”新生态。

    碳-14核电池的产业化将带动上游同位素生产、中游换能材料与封装、下游场景应用三大环节的协同发展。碳化硅作为核心换能材料,其应用边界正从功率半导体向核电池领域拓展;高纯度碳基材料作为放射源载体,也将迎来新的需求增长点。一个“千亩千亿”级的同位素产业园正在秦山核电基地周边快速崛起。

    第三,应用层面——重新定义“续航”的边界。

    从医疗植入设备“终身服役”到深空探测“永久驻留”,从万亿级物联网传感器网络到极地无人装备,碳-14核电池正在将“续航”从“小时/天”的量级拉升到“千年”的量级。这不是渐进式改良,而是范式革命。

    07

    A股相关受益标的:

    谁在产业链上?

    碳-14核电池产业链涉及同位素原料、换能材料、封装、整机制造等多个环节。根据公开信息,以下方向值得关注:

    一、同位素原料供应——产业链最上游、最具垄断性的环节

    • 中国核电(601985) :作为国内核电站运营龙头,秦山核电已实现碳-14同位素国产化量产,为核电池提供原料保障。碳-14的规模化生产将直接受益于核电池需求增长。凭借在核能板块的龙头地位及碳-14原料的垄断优势,该公司是核电池概念中最具代表性的投资标的之一。

    • 中国同辐(688566/01763.HK) :中核集团旗下同位素龙头,主营放射性同位素制品。作为“烛龙一号”核电池关键能量源(碳-14)的主要供应商,未来产业化后将成为直接受益方。2025年公司营收71.87亿元,扣非后归母净利润同比增长12.5%,经营质量持续优化。

    • 中核科技(000777) :核技术应用领域的重要参与者。

    二、核心换能材料——碳化硅

    “千纪源能枢”碳化硅换能器是本次发布的两大核心成果之一。碳化硅是核电池实现高效能量转换的关键材料。

    • 天岳先进(688234) :国内碳化硅衬底材料龙头,8英寸碳化硅衬底全球市场占有率达51.3%。碳化硅在微纳光学、超高压电力等领域的应用边界正以前所未有的速度拓宽。

    三、碳基材料

    • 方大炭素(600516) :全球最大石墨电极生产商,碳-14核电池需高纯度碳基材料作为载体,公司技术储备有切入核级碳材料赛道的潜力。

    四、其他相关标的

    • 建研院(603183) 、东方锆业(002167) 、兰太实业(600328) 、黄河旋风(600172) 等也被市场归入碳-14核电池相关概念范畴。

    ⚠️ 风险提示:核电池产业仍处于产业化早期,相关公司业务与碳-14核电池的直接关联度、营收贡献度尚不明确。

    08

    展望:

    从微瓦级到更大功率,空间有多大?

    目前“千纪源天枢”的输出功率为微瓦级(1.13微瓦),主要面向物联网感知、深海探测、航空航天等低功耗、长寿命场景。

    但技术的演进方向已经清晰:

    • 短期:功率提升、进一步微型化、成本降低

    • 中期:完成医疗(心脏起搏器等)、航天领域认证与商用

    • 长期:实现从微瓦级向毫瓦级甚至瓦级的跨越,拓展消费级市场

    从“烛龙一号”到“千纪源”,中国用了不到两年时间完成了从“首款”到“全链条自主”的跨越。下一次突破,或许就在不远的将来。

    当一块电池可以用几千年,人类的能源想象空间,正在被重新定义。

    (注:以上是个人观点,不构成任何投资建议。)

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