在安徽合肥科學島上，有這樣一個裝置：它不像傳統(tǒng)的核電站，卻承載著人類未來能源的希望——全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST），也被譽為“人造太陽”（信息來源：央視新聞）。2025年，EAST再次實現(xiàn)重大突破，其高溫等離子體約束時間被大幅延長。在這一突破背后，高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)生的強大磁場發(fā)揮著至關(guān)重要的作用.

01 超導(dǎo)材料：點亮核聚變能源的曙光

核聚變能被視為人類能源問題的終極解決方案，它模擬太陽內(nèi)部的核聚變過程，清潔、安全且資源豐富[]要實現(xiàn)可控核聚變，必須創(chuàng)造并維持一個極端高溫高壓的環(huán)境，使原子核發(fā)生融合反應(yīng)[]在這個過程中，高溫等離子體需要被有效約束，防止其與反應(yīng)堆壁接觸導(dǎo)致能量損失[]磁約束是主流技術(shù)，而超導(dǎo)材料因零電阻、完全抗磁性等特性，成為產(chǎn)生強磁場的關(guān)鍵。
02 零電阻測試：超導(dǎo)材料的性能基石

在核聚變裝置中，超導(dǎo)材料的核心價值在于其零電阻特性——電流通過時沒有能量損耗，從而能夠產(chǎn)生強磁場以約束高溫等離子體。

核聚變裝置的功率與磁場強度的四次方成正比，這意味著磁場強度的微小提升，就能帶來裝置輸出功率的顯著增加。

驗證超導(dǎo)材料的零電阻特性，關(guān)鍵在于測試其臨界電流——即可以通過超導(dǎo)體而不耗散能量的最大電流。

03 測試挑戰(zhàn)：極端條件下的精確測量

超導(dǎo)材料零電阻測試面臨多重技術(shù)挑戰(zhàn)：

大電流需求 ：超導(dǎo)材料的臨界電流測試需要高達1-2萬安培的直流電流

高精度要求 ：微小的電流波動可能導(dǎo)致測試結(jié)果的顯著偏差，影響材料性能評估。

極端環(huán)境模擬 ：測試需要在接近絕對零度的超低溫和強磁場環(huán)境下進行[]。

這些挑戰(zhàn)對測試電源的性能提出了極高要求。傳統(tǒng)電源單機電流通常在4-5千安左右，難以滿足高溫超導(dǎo)材料測試需求。

04 測試解決方案：費思FTG超大電流電源的技術(shù)突破

面對核聚變超導(dǎo)材料測試的嚴苛要求，費思FTG系列超大電流可編程直流電源提供了專業(yè)解決方案：
強大的電流輸出能力： 單機電流最大可達20000A，功率最大為600kW，直接滿足超導(dǎo)材料測試對大電流的需求。

極高的精度與穩(wěn)定性 ：電壓和電流精度分別能穩(wěn)定控制在0.05%F.S.和0.1%F.S.，確保了測試數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。

快速響應(yīng)與動態(tài)性能 ：具備優(yōu)異的動態(tài)性能，能迅速響應(yīng)并穩(wěn)定輸出所需電流或電壓，高效捕捉超導(dǎo)材料在瞬態(tài)條件下的性能表現(xiàn)。

05 技術(shù)實踐：從實驗室到工業(yè)應(yīng)用

在實際測試環(huán)境中，費思FTG電源展現(xiàn)出多方面優(yōu)勢：

簡化測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ：傳統(tǒng)方案需要多臺電源并聯(lián)使用，引入均流不一致、響應(yīng)不同步等問題。FTG電源單機即可提供2萬安培輸出，大大簡化了測試系統(tǒng)復(fù)雜度[]。

應(yīng)對復(fù)雜測試流程 ：超導(dǎo)磁體的測試往往涉及多種參數(shù)和復(fù)雜的測試流程[]。FTG電源支持多種遠程通信接口和協(xié)議，用戶可以通過編程設(shè)置電源的輸出參數(shù)，如電流大小、波形、時序等，以適應(yīng)不同的測試場景和需求。

提升測試效率 ：快速響應(yīng)能力使得測試過程更加高效和準確，有助于科研人員更快獲得材料性能數(shù)據(jù)，加速核聚變超導(dǎo)材料的研發(fā)進程。

審核編輯 黃宇