Kernfusie, een zon op aarde

De tokamak is niet de enige mogelijkheid om beheerste kernfusie te realiseren. Twee andere technieken zijn vooral van belang: de stellerator, en traagheidsopsluiting. Machines die op deze technieken zijn gebaseerd lopen echter een generatie achter op de tokamak, en komen niet in aanmerking om in de eerste generatie fusiecentrales gebruikt te worden.

Figuur 6. Een model van de stellerator Wendelstein 7-X, die op dit moment wordt gebouwd in Duitsland. Bochtige magneten zorgen voor het benodigde magneetveld om het plasma in op te sluiten.

In een gewone tokamak wordt het magneetveld dat nodig is om het plasma op te sluiten voor een deel gemaakt door een stroom door het plasma te sturen, met behulp van een transformator (zie figuur 4). Het gebruik van een transformator heeft echter een aantal nadelen, waaronder het grote volume dat de transformator in beslag neemt, en de moeilijkheid om het plasma lang in stand te houden: om een stroom in het plasma te laten lopen moet de stroom in de primaire kring steeds blijven toenemen, wat maar een beperkte tijd mogelijk is.

In een stellerator wordt het gewenste magneetveld tot stand gebracht met spoelen met een zeer bijzondere, grillige vorm, zoals te zien in figuur 6. Hoewel dit een zeer complex ontwerp tot gevolg heeft, kan een fusiecentrale gebaseerd op dit concept compacter gebouwd worden omdat het hele transformatorjuk komt te vervallen. Bovendien kunnen efficiënter plasma's van langere tijdsduur gemaakt worden.

Het tweede alternatieve concept is traagheidsopsluiting. Bij traagheidsopsluiting zorgt de traagheid van de materie ervoor dat het plasma in een klein volume wordt opgesloten. Kleine bolletjes fusiebrandstof worden bestookt met een zeer intense laserpuls, waardoor de buitenste schil van het bolletje verdampt en naar buiten wegvliegt. De reactiekracht van de wegvliegende materie perst de overblijvende fusiebrandstof ver genoeg samen om de ontbrandingstemperatuur te bereiken, waarna een mini-explosie plaatsvindt. Een reactor gebaseerd op dit type zou gebruik maken van een gestage stroom bolletjes, die één voor één beschoten worden, zodat semi-continu energie wordt opgewekt. Vooral in de VS en in Frankrijk wordt naar dit type veel onderzoek gedaan.