כורי היתוך.

שלב 1 מתוך 6

כלוב מקווי שדה

היתוך של דאוטריום וטריטיום נותן כ־17.6 MeV לכל תגובה, אבל רק בפלזמה של כ־150 מיליון קלווין, שבה הגרעינים נעים מהר מספיק כדי להתגבר על הדחייה החשמלית ביניהם. ביחידה על מגנטיות ראינו שכוח מגנטי על מטען נע ניצב לתנועה שלו. בסצנה, טוקמק בגודל של ITER, עם טריז חתוך מהצד.

שלב 2 מתוך 6

בלי פיתול

הצגת השדה והחלקיקים על פועל: קווי השדה, ועליהם יונים (כתומים) ואלקטרונים (כחולים), כשהמעגלים והסחיפה שלהם מוגדלים מאוד. טמפרטורת הפלזמה ועוצמת השדה נעולות, וזרם הפלזמה פתוח.

שלב 3 מתוך 6

יותר מדי פיתול

הזרם בפלזמה יוצר שדה שמתלפף סביבה בדרך הקצרה, ויחד עם השדה של הסלילים הוא הופך כל קו שדה לספירלה. את הפיתול מודדים במקדם הבטיחות $q$⁠: כמה פעמים קו שדה מקיף את הטבעת בדרך הארוכה על כל פעם שהוא מקיף אותה בדרך הקצרה. ככל שהזרם גדול יותר, הפיתול הדוק יותר ו־$q$⁠ קטן יותר. זרם הפלזמה נעול, ועוצמת השדה פתוחה.

שלב 4 מתוך 6

המכפלה המשולשת

לא מספיק להחזיק את הפלזמה: היא צריכה לייצר יותר הספק היתוך ממה שהיא מאבדת. ג’ון לוסון הראה ב־1955 שזה תלוי במכפלה של שלושה מספרים: הצפיפות $n$⁠, מספר גרעיני הדלק במטר מעוקב; הטמפרטורה $T$⁠; וזמן כליאת האנרגיה $\tau_E$⁠, כמה זמן הפלזמה הייתה שומרת את החום שלה אילו החימום היה נכבה. לדאוטריום ולטריטיום, הצתה דורשת בערך

$n\,T\,\tau_E \gtrsim 3 \times 10^{21}\ \mathrm{keV \cdot s/m^3}$⁠

כש־$T$⁠ נמדדת בקילו־אלקטרון־וולט. התרשים שליד הסצנה הוא דיאגרמת לוסון, והנקודה עליו היא הפלזמה של הסצנה. כל הבקרות נעולות.

שלב 5 מתוך 6

חם יותר

ההגבר $Q$⁠ הוא הספק ההיתוך חלקי הספק החימום שמזרימים לפלזמה. ב־$Q = 1$⁠ הם שווים, ובהצתה הפלזמה מחממת את עצמה. עוצמת השדה וזרם הפלזמה נעולים, וטמפרטורת הפלזמה פתוחה.

שלב 6 מתוך 6

מגנטים חזקים יותר

ITER נבנה עם מגנטים מוליכי־על מניוביום־בדיל. דור חדש של מוליכי־על, שעובדים בשדות חזקים בהרבה, פתח דרך אחרת: לא מתקן גדול יותר, אלא שדה חזק יותר. טמפרטורת הפלזמה נעולה.