核聚变超导材料零电阻测试：大电流电源托起“人造太阳”

在安徽合肥科学岛上，有这样一个装置：它不像传统的核电站，却承载着人类未来能源的希望——全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），也被誉为“人造太阳”（信息来源：央视新闻）。2025年，EAST再次实现重大突破，其高温等离子体约束时间被大幅延长。在这一突破背后，高温超导材料产生的强大磁场发挥着至关重要的作用.

01 超导材料：点亮核聚变能源的曙光

核聚变能被视为人类能源问题的终极解决方案，它模拟太阳内部的核聚变过程，清洁、安全且资源丰富[]要实现可控核聚变，必须创造并维持一个极端高温高压的环境，使原子核发生融合反应[]在这个过程中，高温等离子体需要被有效约束，防止其与反应堆壁接触导致能量损失[]磁约束是主流技术，而超导材料因零电阻、完全抗磁性等特性，成为产生强磁场的关键。
02 零电阻测试：超导材料的性能基石

在核聚变装置中，超导材料的核心价值在于其零电阻特性——电流通过时没有能量损耗，从而能够产生强磁场以约束高温等离子体。

核聚变装置的功率与磁场强度的四次方成正比，这意味着磁场强度的微小提升，就能带来装置输出功率的显著增加。

验证超导材料的零电阻特性，关键在于测试其临界电流——即可以通过超导体而不耗散能量的最大电流。

03 测试挑战：极端条件下的精确测量

超导材料零电阻测试面临多重技术挑战：

大电流需求 ：超导材料的临界电流测试需要高达1-2万安培的直流电流

高精度要求 ：微小的电流波动可能导致测试结果的显著偏差，影响材料性能评估。

极端环境模拟 ：测试需要在接近绝对零度的超低温和强磁场环境下进行[]。

这些挑战对测试电源的性能提出了极高要求。传统电源单机电流通常在4-5千安左右，难以满足高温超导材料测试需求。

04 测试解决方案：费思FTG超大电流电源的技术突破

面对核聚变超导材料测试的严苛要求，费思FTG系列超大电流可编程直流电源提供了专业解决方案：
强大的电流输出能力： 单机电流最大可达20000A，功率最大为600kW，直接满足超导材料测试对大电流的需求。

极高的精度与稳定性 ：电压和电流精度分别能稳定控制在0.05%F.S.和0.1%F.S.，确保了测试数据的准确性和可靠性。

快速响应与动态性能 ：具备优异的动态性能，能迅速响应并稳定输出所需电流或电压，高效捕捉超导材料在瞬态条件下的性能表现。

05 技术实践：从实验室到工业应用

在实际测试环境中，费思FTG电源展现出多方面优势：

简化测试系统结构 ：传统方案需要多台电源并联使用，引入均流不一致、响应不同步等问题。FTG电源单机即可提供2万安培输出，大大简化了测试系统复杂度[]。

应对复杂测试流程 ：超导磁体的测试往往涉及多种参数和复杂的测试流程[]。FTG电源支持多种远程通信接口和协议，用户可以通过编程设置电源的输出参数，如电流大小、波形、时序等，以适应不同的测试场景和需求。

提升测试效率 ：快速响应能力使得测试过程更加高效和准确，有助于科研人员更快获得材料性能数据，加速核聚变超导材料的研发进程。

审核编辑 黄宇