Auf der Wissenschaftsinsel in Hefei, Provinz Anhui, befindet sich eine Anlage, die sich von herkömmlichen Kernkraftwerken unterscheidet und dennoch die Hoffnung auf die zukünftige Energieversorgung der Menschheit trägt: der Experimentelle Fortschrittliche Supraleitende Tokamak (EAST), auch als „Künstliche Sonne“ bezeichnet (Quelle: CCTV News). Im Jahr 2025 erzielte EAST einen weiteren bedeutenden Durchbruch, bei dem die Einschlussdauer des Hochtemperaturplasmas deutlich verlängert wurde. Hinter diesem Durchbruch spielt das leistungsstarke Magnetfeld eine entscheidende Rolle, das von Hochtemperatursupraleitermaterialien erzeugt wird.
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Supraleitende Materialien: Der Beginn der Fusionsenergie
Fusionsenergie gilt als die ultimative Lösung für die Energieprobleme der Menschheit. Sie imitiert den Kernfusionsprozess der Sonne und ist dabei sauber, sicher und nahezu unerschöpflich in ihren Ressourcen. Um eine kontrollierte Kernfusion zu erreichen, muss ein Umfeld mit extrem hoher Temperatur und Druck erzeugt und aufrechterhalten werden, damit sich Atomkerne miteinander verschmelzen können. Dabei muss das hochtemperierte Plasma wirksam eingeschlossen werden, um zu verhindern, dass es mit den Reaktorwänden in Kontakt kommt und dadurch Energie verliert. Die magnetische Einschlussmethode ist die etablierte Technologie; supraleitende Materialien – aufgrund ihres verschwindend geringen elektrischen Widerstands und ihrer perfekten Diamagnetismus-Eigenschaft – sind daher entscheidend für die Erzeugung starker Magnetfelder.
Nullwiderstandstest: Die Leistungsgrundlage supraleitender Materialien
Bei Kernfusionsanlagen liegt der wesentliche Vorteil supraleitender Materialien in ihrer Eigenschaft, keinen elektrischen Widerstand aufzuweisen: Bei Stromfluss tritt keine Energieverluste auf, wodurch starke Magnetfelder erzeugt werden können, um das Hochtemperaturplasma einzuschließen.
Die Leistung eines Fusionsreaktors ist proportional zur vierten Potenz der magnetischen Feldstärke. Das bedeutet, dass bereits eine geringfügige Erhöhung der magnetischen Feldstärke zu einem erheblichen Anstieg der Leistungsabgabe des Geräts führen kann.
Der Schlüssel zur Überprüfung der Null-Widerstandseigenschaft supraleitender Materialien liegt in der Prüfung ihres kritischen Stroms – dem maximalen Strom, der ohne Energieverlust durch einen Supraleiter fließen kann.
Testherausforderungen: Präzisionsmessung unter extremen Bedingungen
Nullwiderstandsprüfung supraleitender Materialien stellt mehrere technische Herausforderungen dar:
- Hoher Strombedarf: Für kritische Stromprüfungen von supraleitenden Materialien sind Gleichströme bis zu 10.000 bis 20.000 Ampere erforderlich.
- Hohe Präzisionsanforderungen: Selbst geringfügige Stromschwankungen können zu erheblichen Abweichungen bei den Prüfergebnissen führen und somit die Bewertung der Materialleistung beeinträchtigen.
- Simulation extremer Umgebungsbedingungen: Die Prüfungen müssen bei extrem tiefen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt sowie in starken Magnetfeldern durchgeführt werden.
Diese Herausforderungen stellen äußerst hohe Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Prüfstromversorgung. Herkömmliche Stromversorgungen weisen typischerweise einen Einzelstrom von etwa 4.000 bis 5.000 Ampere auf, was es schwierig macht, die Prüfanforderungen für hochtemperatur-superleitende Materialien zu erfüllen.
Testlösung: Technologischer Durchbruch der FaithTech-FTG-Stromversorgung mit ultrahohem Strom
- Leistungsstarke Stromausgangsfähigkeit: Der maximale Einzelstrom erreicht 20.000 A bei einer maximalen Leistung von 600 kW und erfüllt damit direkt die hohen Stromanforderungen für die Prüfung supraleitender Materialien.
- Extrem hohe Präzision und Stabilität: Die Spannungs- und Stromgenauigkeit kann stabil auf 0,05 % des Endwerts (F.S.) bzw. 0,1 % des Endwerts (F.S.) geregelt werden, wodurch Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Prüfdaten gewährleistet sind.
- Schnelle Reaktion und dynamische Leistung: Zeichnet sich durch hervorragende dynamische Leistung aus und kann schnell auf Anforderungen reagieren sowie den erforderlichen Strom oder die erforderliche Spannung stabil ausgeben; ermöglicht so eine effiziente Erfassung des Verhaltens supraleitender Materialien unter transienten Bedingungen.
Technische Anwendung: Vom Labor zur industriellen Anwendung
In realen Testumgebungen zeigt die Hochstrom-Stromversorgung FaithTech FTG mehrere Vorteile:
- Vereinfachte Testsystemarchitektur: Herkömmliche Lösungen erfordern den parallelen Einsatz mehrerer Stromversorgungen, was Probleme wie inkonsistente Stromaufteilung und asynchrone Reaktionen mit sich bringt. Die FaithTech-FTG-Stromversorgung mit einer Einzelgeräteausgabe von 20.000 A vereinfacht die Komplexität des Testsystems erheblich.
- Handhabung komplexer Prüfverfahren: Die Prüfung supraleitender Magnete umfasst häufig verschiedene Parameter und komplexe Verfahren. Das Stromversorgungsgerät FaithTech FTG unterstützt mehrere Schnittstellen und Protokolle für die Fernkommunikation. Anwender können die Ausgabeparameter des Geräts – beispielsweise Stromstärke, Stromform und Zeitsteuerung – programmieren, um sich an unterschiedliche Prüfszenarien und Anforderungen anzupassen.
- Verbesserte Prüfeffizienz: Die schnelle Reaktionsfähigkeit macht den Prüfprozess effizienter und genauer, wodurch Forscher schneller Daten zur Materialleistung erhalten und die F&E-Entwicklung für supraleitende Materialien für die Kernfusion beschleunigt wird.
FaithTech ist ein Unternehmen, das sich auf die Bereiche Prüf- und Simulationsinstrumentierung für Leistungselektronik im Bereich der neuen Energien spezialisiert hat. Wir bieten weltweit führende, präzise und hochwertige Stromversorgungen für Test- und Messzwecke sowie elektronische Lastgeräte und maßgeschneiderte Prüflösungen in der gesamten Produktreihe. Aufgrund unserer umfassenden technischen Expertise war FaithTech eines der ersten Unternehmen der Branche, das über zehn hochentwickelte Produktserien vorstellte – darunter hochdichte elektronische Lastgeräte mit hoher Leistung, breitbandige Gleichstrom-Test- und -Messstromversorgungen sowie leistungsstarke bidirektionale Gleichstrom-Stromversorgungen mit hoher Leistung. Die dabei erreichten Leistungsparameter entsprechen international führenden Standards und erfreuen sich insbesondere in entwickelten Ländern außerhalb Chinas großer Verkaufserfolge.
FaithTech verpflichtet sich zur Erforschung technologischer Spitzenleistungen und betreibt unabhängige Forschung und Entwicklung; das Unternehmen hält nahezu 100 eigene geistige Eigentumsrechte und hat die internationalen Zertifizierungen für Qualitätsmanagementsysteme CE, ROHS und ISO 9001 erhalten.
FaithTech wurde als „Nationales High-Tech-Unternehmen“, als „wichtige Normungsstelle für vier nationale Standards, darunter die ‚Technischen Spezifikationen für Hochleistungs-Schaltnetzteile‘“ sowie als „spezialisiertes und hochentwickeltes KMU“ ausgezeichnet. Aufgrund seiner zuverlässigen Produktqualität und seines engagierten Service hat FaithTech langfristige Kooperationsbeziehungen mit führenden Unternehmen der Branche aufgebaut.
FaithTech – Ein Hersteller hochwertiger Prüf- und Mesgeräte, Stromversorgungen, elektronischer Lasten sowie integrierter automatisierter Prüflösungen