Trenutno je nadzorovana termonuklearna fuzija zelo pogosto napovedana kot nadomestek za klasične jedrske elektrarne in celo fosilna goriva, vendar kljub številnim resnim uspehom v tej smeri še ni bil dokazan niti en delujoči prototip termonuklearnega reaktorja. Gradnja prvega mednarodnega termonuklearnega reaktorja ITER v Franciji (v projekt so vključene EU, Rusija, Kitajska, Indija in Republika Koreja) je še v zgodnji fazi projekta. Hkrati ameriška korporacija Lockheed Martin in skupina raziskovalcev, ki predstavljajo Massachusetts Institute of Technology (MIT), delajo na razvoju učinkovitega termonuklearnega reaktorja. Strokovnjaki MIT so avgusta 2015 napovedali razvoj novega projekta dokaj kompaktnega tokamaka.
Tokamak pomeni toroidno komoro z magnetnimi tuljavami. To je naprava v obliki torusa, zasnovana tako, da vsebuje plazmo, da se dosežejo pogoji, potrebni za pretok nadzorovane termonuklearne fuzije. Sama ideja o tokamaku pripada sovjetskim fizikom. Predlog za uporabo nadzorovane termonuklearne fuzije v industrijske namene, pa tudi posebno shemo, ki uporablja toplotno izolacijo visokotemperaturne plazme z električnim poljem, je prvi oblikoval fizik O. A. Lavrentyev v svojem delu, napisanem sredi leta 1950. Žal je bilo to delo "pozabljeno" do sedemdesetih let. Sam izraz tokamak je skoval IN Golovin, učenec akademika Kurchatova. Gre za reaktor tokamak, ki trenutno nastaja v okviru mednarodnega znanstvenega projekta ITER.
Medtem ko dela pri ustvarjanju fuzijskega reaktorja ITER v Franciji potekajo počasi, so ameriški inženirji z Massachusettskega tehnološkega inštituta pripravili predlog za novo zasnovo kompaktnega fuzijskega reaktorja. Po njihovem mnenju bi lahko takšne reaktorje dali v komercialno obratovanje v samo 10 letih. Hkrati je termonuklearna energija s svojimi ogromnimi zmogljivostmi in neizčrpnim vodikovim gorivom že desetletja le sanje in vrsta dragih laboratorijskih poskusov in poskusov. Z leti so se fiziki celo pošalili: "Praktična uporaba termonuklearne fuzije se bo začela čez 30 let in to obdobje se ne bo nikoli spremenilo." Kljub temu Massachusetts Institute of Technology meni, da se bo dolgo pričakovani preboj v energiji zgodil šele čez 10 let.
Zaupanje inženirjev MIT temelji na uporabi novih superprevodnih materialov za ustvarjanje magneta, ki obljublja, da bo bistveno manjši in močnejši od razpoložljivih superprevodnih magnetov. Po mnenju profesorja Dennisa Whitea, direktorja Centra za plazmo in fuzijo MIT, bo uporaba novih komercialno dostopnih superprevodnih materialov na osnovi redkozemeljskega barijevega bakrovega oksida (REBCO) znanstvenikom omogočila razvoj kompaktnih in zelo močnih magnetov. Po mnenju znanstvenikov bo to omogočilo doseganje večje moči in gostote magnetnega polja, kar je še posebej pomembno za zadrževanje plazme. Zahvaljujoč novim superprevodnim materialom bo reaktor po mnenju ameriških raziskovalcev veliko bolj kompakten kot obstoječi projekti, zlasti že omenjeni ITER. Po prvih ocenah bo imel novi fuzijski reaktor z enako močjo kot ITER polovico premera. Zaradi tega bo njegova gradnja cenejša in lažja.
Druga ključna značilnost novega projekta termonuklearnega reaktorja je uporaba tekočih odej, ki bi morale nadomestiti tradicionalne trdne snovi, ki so glavni "potrošni material" v vseh sodobnih tokamakih, saj prevzamejo glavni tok nevtronov in pretvorijo ga pretvori v toplotno energijo. Poročali so, da je tekočino veliko lažje zamenjati kot berilijeve kasete v bakrenih ohišjih, ki so precej velika in tehtajo približno 5 ton. Berilijeve kasete bodo uporabljene pri načrtovanju mednarodnega eksperimentalnega termonuklearnega reaktorja ITER. Brandon Sorbom, eden vodilnih raziskovalcev na MIT, ki dela na projektu, govori o visoki učinkovitosti novega reaktorja v območju od 3 do 1. Hkrati je po njegovih besedah zasnova rektorja v prihodnosti je mogoče optimizirati, kar bo morda omogočilo doseganje razmerja med proizvedeno energijo in porabljeno energijo na ravni 6 proti 1.
Superprevodni materiali na osnovi REBCO bodo zagotovili močnejše magnetno polje, kar olajša nadzor plazme: močnejše je polje, manjši je volumen jedra in plazme. Rezultat tega bo, da lahko mali fuzijski reaktor proizvede enako količino energije kot sodobni veliki reaktor. Hkrati bo lažje sestaviti kompaktno enoto in jo nato upravljati.
Treba je razumeti, da je učinkovitost termonuklearnega reaktorja neposredno odvisna od moči superprevodnih magnetov. Nove magnete je mogoče uporabiti tudi na obstoječi strukturi tokamakov, ki imajo jedro v obliki krofa. Poleg tega so možne še številne druge novosti. Omeniti velja, da veliki poskusni tokamak ITER, ki se trenutno gradi v Franciji, blizu Marseillea, vreden približno 40 milijard dolarjev, ni upošteval napredka na področju superprevodnikov, sicer bi bil ta reaktor za polovico manjši. ustvarjalce stalo veliko ceneje in bi jih zgradili hitreje. Obstaja pa možnost vgradnje novih magnetov na ITER in to bo v prihodnosti lahko znatno povečalo njegovo moč.
Moč magnetnega polja ima ključno vlogo pri nadzorovani termonuklearni fuziji. Podvojitev te sile 16 -krat naenkrat poveča moč fuzijske reakcije. Na žalost novi superprevodniki REBCO ne morejo podvojiti jakosti magnetnega polja, vendar lahko še vedno povečajo moč fuzijske reakcije za 10 -krat, kar je tudi odličen rezultat. Po besedah profesorja Dennisa Whitea je mogoče termonuklearni reaktor, ki bo z električno energijo lahko oskrbovati približno 100 tisoč ljudi, zgraditi v približno petih letih. Težko je verjeti zdaj, toda epohalni preboj v energiji, ki lahko ustavi proces globalnega segrevanja, se lahko zgodi relativno hitro, praktično danes. Hkrati je MIT prepričan, da tokrat 10 let ni šala, ampak pravi datum za pojav prvih operativnih tokamakov.
