Actualment, la fusió termonuclear controlada es prediu molt sovint com un substitut de les centrals nuclears clàssiques i fins i tot dels combustibles fòssils, tot i que, malgrat diversos èxits greus en aquesta direcció, encara no s’ha demostrat un sol prototip de treball d’un reactor termonuclear. La construcció del primer reactor termonuclear internacional ITER a França (la UE, Rússia, la Xina, l'Índia i la República de Corea participen en el projecte) encara es troba en una fase inicial del projecte. Al mateix temps, la corporació nord-americana Lockheed Martin i un equip d’investigadors que representen l’Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT) treballen en el desenvolupament d’un reactor termonuclear eficient. Van ser experts del MIT qui van anunciar l'agost del 2015 sobre el desenvolupament d'un nou projecte d'un tokamak bastant compacte.
Tokamak significa cambra toroidal amb bobines magnètiques. Es tracta d’un dispositiu en forma de toro dissenyat per contenir plasma per tal d’aconseguir les condicions necessàries per al flux de fusió termonuclear controlada. La idea mateixa d’un tokamak pertany als físics soviètics. La proposta per a l’ús de la fusió termonuclear controlada amb finalitats industrials, així com un esquema específic que utilitza aïllament tèrmic d’un plasma d’alta temperatura per un camp elèctric, va ser formulat per primera vegada pel físic O. A. Lavrentyev en el seu treball escrit a mitjan 1950. Malauradament, aquesta obra va estar "oblidada" fins als anys setanta. El mateix terme tokamak va ser encunyat per IN Golovin, un estudiant de l'acadèmic Kurchatov. És el reactor tokamak que es crea actualment en el marc del projecte científic internacional ITER.
Mentre els treballs per a la creació del reactor de fusió ITER a França s’estan avançant bastant lentament, els enginyers nord-americans de l’Institut de Tecnologia de Massachusetts han presentat una proposta per a un nou disseny d’un reactor de fusió compacte. Aquests reactors, segons van dir, es podrien posar en funcionament comercial en només deu anys. Al mateix temps, l’enginyeria termonuclear, amb les seves enormes capacitats generades i el combustible d’hidrogen inesgotable, ha estat durant un decenni només un somni i una sèrie de costosos experiments i experiments de laboratori. Amb els anys, els físics fins i tot van tenir una broma: "L'aplicació pràctica de la fusió termonuclear començarà d'aquí a 30 anys i aquest període no canviarà mai". Malgrat això, l'Institut Tecnològic de Massachusetts creu que l'esperat avanç energètic es produirà en només deu anys.
La confiança dels enginyers del MIT es basa en l’ús de nous materials superconductors per crear un imant que promet ser significativament més petit i més potent que els imants superconductors disponibles. Segons el professor Dennis White, director del Centre de Fusió i Plasma del MIT, l’ús de nous materials superconductors disponibles comercialment basats en òxid de coure de bari de terra rara (REBCO) permetrà als científics desenvolupar imants compactes i molt potents. Segons els científics, això permetrà aconseguir una major potència i densitat del camp magnètic, que és especialment important per al confinament del plasma. Gràcies als nous materials superconductors, segons els investigadors nord-americans, el reactor serà molt més compacte que els projectes existents, en particular el ja esmentat ITER. Segons estimacions preliminars, a la mateixa potència que ITER, el nou reactor de fusió tindrà la meitat del diàmetre. Degut a això, la seva construcció serà més barata i fàcil.
Una altra característica clau del nou projecte d'un reactor termonuclear és l'ús de mantes líquides, que haurien de substituir les tradicionals d'estat sòlid, que són el principal "material consumible" de tots els tokamak moderns, ja que adopten el flux de neutrons principal, convertint en energia tèrmica. S'informa que el líquid és molt més fàcil de substituir que els cassets de beril·li en caixes de coure, que són bastant massius i pesen unes 5 tones. Són els cassets de berili que s’utilitzaran en el disseny del reactor termonuclear experimental internacional ITER. Brandon Sorbom, un dels principals investigadors del MIT, que treballa en el projecte, parla de l’alta eficiència del nou reactor a la regió de 3 a 1. Al mateix temps, segons les seves pròpies paraules, el disseny del rector en el futur es pot optimitzar, cosa que, possiblement, permetrà assolir la proporció de l'energia generada amb l'energia gastada al nivell de 6 a 1.
Els materials superconductors basats en REBCO proporcionaran un camp magnètic més fort, cosa que facilita el control del plasma: com més fort és el camp, més petit es pot utilitzar el volum del nucli i del plasma. El resultat serà que un petit reactor de fusió pot produir la mateixa quantitat d’energia que un gran modern. Al mateix temps, serà més fàcil construir una unitat compacta i després operar-la.
S'ha d'entendre que l'eficiència d'un reactor termonuclear depèn directament de la potència dels imants superconductors. Els nous imants també es poden utilitzar a l'estructura existent de tokamaks, que tenen un nucli en forma de bunyol. A més, són possibles altres innovacions. Val a dir que el gran tokamak experimental ITER actualment en construcció a França, prop de Marsella, per valor d’uns 40.000 milions de dòlars, no va tenir en compte el progrés en el camp dels superconductors, en cas contrari, aquest reactor podria haver estat la meitat de la mida, hauria tingut costava molt més barat als creadors i s’hauria construït més ràpidament. No obstant això, existeix la possibilitat d’instal·lar nous imants a l’ITER i això podrà augmentar significativament la seva potència en el futur.
La força del camp magnètic té un paper clau en la fusió termonuclear controlada. Doblar aquesta força 16 vegades alhora augmenta el poder de la reacció de fusió. Malauradament, els nous superconductors REBCO no són capaços de doblar la força del camp magnètic, però poden augmentar la potència de la reacció de fusió en 10 vegades, cosa que també és un resultat excel·lent. Segons el professor Dennis White, es pot construir un reactor termonuclear que serà capaç de subministrar energia elèctrica a unes 100 mil persones en uns cinc anys. Ara és difícil de creure-ho, però un avenç en l’època en matèria d’energia que pot aturar el procés d’escalfament global pot produir-se relativament ràpidament, pràcticament avui en dia. Al mateix temps, el MIT confia que aquesta vegada deu anys no sigui una broma, sinó una data real per a l’aparició dels primers tokamak operatius.
