Trenutno se kontrolirana termonuklearna fuzija vrlo često predviđa kao zamjena za klasične nuklearne elektrane, pa čak i fosilna goriva, međutim, unatoč brojnim ozbiljnim uspjesima u tom smjeru, još nije demonstriran niti jedan radni prototip termonuklearnog reaktora. Izgradnja prvog međunarodnog termonuklearnog reaktora ITER u Francuskoj (u projekt su uključene EU, Rusija, Kina, Indija i Republika Koreja) još je u ranoj fazi projekta. U isto vrijeme, američka korporacija Lockheed Martin, kao i tim istraživača koji predstavljaju Massachusetts Institute of Technology (MIT), rade na razvoju učinkovitog termonuklearnog reaktora. Stručnjaci MIT -a najavili su u kolovozu 2015. razvoj novog projekta prilično kompaktnog tokamaka.
Tokamak označava toroidnu komoru s magnetskim zavojnicama. Ovo je uređaj u obliku torusa dizajniran da sadrži plazmu kako bi se postigli uvjeti potrebni za protok kontrolirane termonuklearne fuzije. Sama ideja o tokamaku pripada sovjetskim fizičarima. Prijedlog uporabe kontrolirane termonuklearne fuzije u industrijske svrhe, kao i specifičnu shemu koja koristi toplinsku izolaciju visokotemperaturne plazme električnim poljem, prvi je formulirao fizičar O. A. Lavrentyev u svom djelu napisanom sredinom 1950. godine. Nažalost, ovo je djelo bilo "zaboravljeno" sve do 1970 -ih. Sam izraz tokamak skovao je IN Golovin, student akademika Kurchatova. To je reaktor tokamak koji se trenutno stvara u okviru međunarodnog znanstvenog projekta ITER.
Dok se rad na stvaranju fuzijskog reaktora ITER u Francuskoj odvija prilično sporo, američki inženjeri s Tehnološkog instituta u Massachusettsu dali su prijedlog za novi dizajn kompaktnog fuzijskog reaktora. Rekli su da bi se takvi reaktori mogli staviti u komercijalni rad za samo 10 godina. Istodobno, termonuklearna energija, s ogromnim generiranim kapacitetima i neiscrpnim vodikovim gorivom, desetljećima je ostala samo san i niz skupih laboratorijskih eksperimenata i eksperimenata. S godinama su se fizičari čak i našalili: "Praktična primjena termonuklearne fuzije počet će za 30 godina, a to se razdoblje nikada neće promijeniti". Unatoč tome, Massachusetts Institute of Technology vjeruje da će se dugo očekivani prodor u energiji dogoditi za samo 10 godina.
Povjerenje inženjera MIT -a temelji se na upotrebi novih supravodljivih materijala za stvaranje magneta koji obećava da će biti znatno manji i snažniji od dostupnih supravodljivih magneta. Prema riječima profesora Dennisa Whitea, ravnatelja Centra za plazmu i fuziju MIT -a, uporaba novih komercijalno dostupnih supravodljivih materijala na bazi rijetkog zemnog barij bakrenog oksida (REBCO) omogućit će znanstvenicima razvoj kompaktnih i vrlo moćnih magneta. Prema znanstvenicima, to će omogućiti postizanje veće snage i gustoće magnetskog polja, što je posebno važno za zatvaranje plazme. Zahvaljujući novim supravodljivim materijalima, reaktor će, prema američkim istraživačima, biti mnogo kompaktniji od postojećih projekata, osobito već spomenutog ITER -a. Prema preliminarnim procjenama, pri istoj snazi kao i ITER, novi fuzijski reaktor imat će polovicu promjera. Zbog toga će njegova izgradnja postati jeftinija i lakša.
Druga ključna značajka u novom projektu termonuklearnog reaktora je uporaba tekućih deka, koje bi trebale zamijeniti tradicionalne krute tvari, koje su glavni "potrošni materijal" u svim modernim tokamacima, budući da preuzimaju glavni tok neutrona, pretvarajući pretvara u toplinsku energiju. Izvješćuje se da je tekućinu mnogo lakše zamijeniti od kaseta s berilijem u bakrenim kutijama, koje su prilično masivne i teže oko 5 tona. Upravo će berilijeve kazete biti korištene u dizajnu međunarodnog eksperimentalnog termonuklearnog reaktora ITER. Brandon Sorbom, jedan od vodećih istraživača na MIT -u, koji radi na projektu, govori o visokoj učinkovitosti novog reaktora u području od 3 do 1. Istodobno, prema vlastitim riječima, dizajn rektora u budućnosti se može optimizirati, što će, vjerojatno, omogućiti postizanje omjera proizvedene energije i utrošene energije na razini od 6 do 1.
Supravodljivi materijali na bazi REBCO -a pružit će jače magnetsko polje, što olakšava kontrolu plazme: što je polje jače, manji je volumen jezgre i plazme. Rezultat će biti da mali fuzijski reaktor može proizvesti istu količinu energije kao moderni veliki. Istodobno će biti lakše izgraditi kompaktnu jedinicu, a zatim njome upravljati.
Treba shvatiti da učinkovitost termonuklearnog reaktora izravno ovisi o snazi supravodljivih magneta. Novi magneti mogu se koristiti i na postojećoj strukturi tokamaka koji imaju jezgru u obliku krafne. Osim toga, moguće su i brojne druge inovacije. Vrijedi napomenuti da veliki eksperimentalni tokamak ITER koji se trenutno gradi u Francuskoj, u blizini Marseillea, vrijedan oko 40 milijardi dolara, nije uzeo u obzir napredak na području supravodiča, inače bi ovaj reaktor mogao biti upola manji stvaratelje koštalo mnogo jeftinije i brže bi se izgradilo. Međutim, postoji mogućnost ugradnje novih magneta na ITER i to će u budućnosti moći značajno povećati njegovu snagu.
Jačina magnetskog polja igra ključnu ulogu u kontroliranoj termonuklearnoj fuziji. Udvostručenje ove sile 16 puta odjednom povećava snagu fuzijske reakcije. Nažalost, novi REBCO supravodiči nisu u mogućnosti udvostručiti jakost magnetskog polja, ali su ipak sposobni povećati snagu fuzijske reakcije za 10 puta, što je također odličan rezultat. Prema riječima profesora Dennisa Whitea, termonuklearni reaktor, koji će moći isporučiti električnu energiju za oko 100 tisuća ljudi, može se izgraditi u roku od oko 5 godina. Teško je sada vjerovati u to, ali epohalni proboj u energiji koji može zaustaviti proces globalnog zatopljenja može se dogoditi relativno brzo, praktički danas. Istodobno, MIT je uvjeren da ovaj put 10 godina nije šala, već pravi datum za pojavu prvih operativnih tokamaka.
