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核电池与 “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。)


