现在石油和煤炭价格飞速上涨，而且使用这些能源会导致环境污染，造成全球变暖，因此人们将目光更多地投到核能上。核反应分为裂变和聚变两种。目前人类利用的只有裂变能，主要燃料是铀和钍，但这两种元素的地球储量都不多，勉强只够人类使用数百年。聚变能就不同了，它的主要燃料是氚和氚。氚可从海水中提取，氚则是在反应堆中用中子照射锂后制得的。地球上的氚和锂储量非常丰富，足够人类使用数十亿年。
不过要实现核聚变反应，首先需要外部能量来克服原子核之间的静电排斥力，加热温度须达上亿摄氏度，这也是为什么氢弹爆炸时需要先用一个小型原子弹来引爆的原因。但爆炸产生的能量过于巨大和迅速，难以用来发电。为此，各国科学家们一直在努力探索，希望研制出一种类似核裂变反应堆的装置，用来控制聚变反应的速度，使其长期稳定地逐渐释放出能量。如果解决了这项技术，核能将真正成为人类取之不尽、用之不竭的持久能源。
目前科学家们已克服了如何加热的难题，接下来的难题是如何控制这些具有上亿摄氏度、已全部变成高温等离子体的氚和氚，因为世界上没有任何容器能够盛装它们。
所谓等离子体其实就是在高温下失去部分电子的原子与脱离原子的正负电子共同组成的气态带电物质。20世纪40年代，科学家们提出用封闭的磁场来约束高温等离子体的建议，因为磁力线是无形的，所以不惧怕高温。1954年，前苏联科学家建成第一个采用磁约束方法实现个别聚变反应的“托卡马克”装置，又称“环流器”。20世纪80年代初，美国和德国科学家首次研制出可以在很短的瞬间输出微小聚变能量的托卡马克装置。
目前世界上最大的托卡马克装置是位于英国牛津郡卡勒姆科学中心的“联合欧洲环”，由欧洲20个国家合作研制。它采用超导电磁线圈环形磁场约束方式，将燃料喷入后可以加热到1亿℃以上的高温。位于美国新泽西州普林斯顿等离子物理实验室中的托卡马克装置，可以将氚和氚的等离子混合体最高加热到5.1亿℃，比太阳中心的温度还要热30倍。但它们输出的聚变能量都不大，远小于所消耗的能量。中国也在积极发展自己的核聚变实验装置，1984年建成“中国环流器1号”，2006年又建成世界上第一个实现稳态运行的实验型超导托卡马克装置。
由于研制聚变反应堆成本高昂，全世界任何国家都难以独自承受，欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度科学家在2006年共同决定，合作建造一座“国际热核聚变反应堆”，地点选在法国南部的普罗旺斯，并希望在2035年建造世界上第一座具有实用价值的示范性核聚变发电站。也许到2050年前后，我们就可以首次用以上核聚变方式发出的电力了。
