目前，科学家正在努力以完全不同的方式制造“太阳能”，即模拟太阳内部的核聚变反应。组成太阳的物质大多是些普通的气体，其中氢约占71%，氦约占27%，其他元素占2%。太阳核心的温度极高，达1500万摄氏度，压力也极大，使得由氢聚变为氦的热核反应（4个氢原子核合成为1个氦原子核）得以发生，从而释放出极大的能量——太阳内部每秒有6亿吨氢融合成氦。
自从20世纪50年代以来，科学家就在努力模拟太阳内部的运动过程。大量资金投入到实验中，但却从未获得过成功。要使氢原子核发生聚变，温度需要达到上亿摄氏度，可是在这个温度下，有什么东西能容纳下氢的同时自己又不会熔化呢？
托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器，它的名字Tokamak来源于环形（Toroidal）、真空室（Kamera）、磁（Magnit）、线圈（Kotushka），最初是由位于苏联首都莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋形磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。相比其他方式的受控核聚变，托卡马克拥有不少优势。但常规托卡马克装置体积庞大、效率低，突破难度大。
