核融合炉
再現実験も行い、恒常的にプラズマ温度を1億2000万°Cまで引き上げられることも確認したという。今後は高密度化などによりさらに高性能なプラズマの生成を目指し、今世紀半ばには核融合発電を実現したいとしている。
2018年3月9日、米国マサチューセッツ工科大学(MIT)が企業と協力して、発電可能な核融合炉を15年以内に建設する計画を発表した。
2021年12月30日、中国科学院合肥物質科学研究院プラズマ物理研究所が、プラズマ維持時間1056秒の世界最長記録を達成したと主張。
2022年2月9日、欧州トーラス共同研究施設(JET、トカマク)が、5秒間、59メガジュール(MJ)のエネルギーをD-T反応で発生した。これまでの記録は1997年の4秒間、21.7MJであった。今回のエネルギー増倍率(Q値)は0.33に相当する。
2022年12月5日、米国ローレンスリバモア国立研究所の国立点火施設で、192本の紫外線レーザーで2.05 メガジュール (MJ) のエネルギーを供給することで核融合のしきい値を超え、3.15 MJ の核融合エネルギー出力が得られたと発表された。
大型核融合装置として、実験炉であるITERが建設中である。またITERを補完する幅広いアプローチ活動で建設された実験装置であるJT-60SAが2023年10月23日にファーストプラズマを達成した。
このエネルギーを生み出すために、原子を非常に高温に加熱したり、粒子加速器で加速したりする必要がある。
原子はイオン化エネルギーを超えて加熱されると電子を失う。その結果、原子核がむき出しになり、これをイオンと呼ぶ。この電離の結果がプラズマであり、プラズマは加熱されたイオンとそれに結合していた自由電子の雲である。プラズマは電気伝導性があり、電荷が分離しているため磁気的に制御できる。この性質は、高温の粒子を閉じ込めるために、いくつかの核融合装置で使われている。
プラズマの温度を高くするために外部から加えたエネルギーと核融合反応により発生したエネルギーが等しくなる条件を「臨界プラズマ条件」と呼び、D-T反応(重水素と三重水素の反応)では「発電炉内でプラズマ温度1億°C以上、密度100兆個/cmとし、さらに1秒間以上閉じ込めることが条件」と、いうことになる。2007年10月時点、この条件自体はJT-60及びJET(欧州トーラス共同研究施設)で到達したとされているが、発電炉として使用出来るまでの持続時間等には壁は高く、炉として実用可能な自己点火条件と言われる条件を目指し挑戦がつづいている。