Η μαγνητική σύντηξη περιορισμού είναι μια προσέγγιση της πυρηνικής σύντηξης που περιλαμβάνει την αναστολή ενός πλάσματος (ιονισμένου αερίου) σε ένα μαγνητικό πεδίο και την αύξηση της θερμοκρασίας και της πίεσης του σε μεγάλα επίπεδα. Η πυρηνική σύντηξη είναι ένας τύπος πυρηνικής ενέργειας που παράγεται όταν ελαφροί ατομικοί πυρήνες – υδρογόνο, δευτέριο, τρίτιο ή ήλιο – συντήκονται μεταξύ τους σε μεγάλες θερμοκρασίες και πιέσεις. Όλο το φως και η θερμότητα του Ήλιου προέρχονται από αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης που βρίσκονται σε εξέλιξη στον πυρήνα του. Είναι μέσω αυτού που ο Ήλιος μπορεί να υπάρξει καθόλου – η εξωτερική πίεση των αντιδράσεων σύντηξης εξισορροπεί την τάση προς τη βαρυτική κατάρρευση.
Αν και η ανθρωπότητα έχει εκμεταλλευτεί την ενέργεια σχάσης – διασπώντας βαρείς πυρήνες – για την πυρηνική ενέργεια, η επιτυχημένη ισχύς σύντηξης εξακολουθεί να μας διαφεύγει. Μέχρι στιγμής, κάθε προσπάθεια παραγωγής ενέργειας σύντηξης καταναλώνει περισσότερη ενέργεια από αυτή που παράγει. Η μαγνητική σύντηξη περιορισμού είναι μία από τις δύο δημοφιλείς προσεγγίσεις για την πυρηνική σύντηξη – η άλλη είναι η σύντηξη αδράνειας περιορισμού, η οποία περιλαμβάνει τον βομβαρδισμό ενός σφαιριδίου καυσίμου με λέιζερ υψηλής ισχύος. Αυτή τη στιγμή υπάρχει ένα έργο πολλών δισεκατομμυρίων δολαρίων που ακολουθεί κάθε μονοπάτι – η Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης στις Ηνωμένες Πολιτείες επιδιώκει τη σύντηξη αδρανειακής περιορισμού και ο Διεθνής Θερμοπυρηνικός Πειραματικός Αντιδραστήρας, ένα διεθνές έργο, επιδιώκει τη σύντηξη μαγνητικής περιορισμού.
Τα πειράματα στη μαγνητική σύντηξη περιορισμού ξεκίνησαν το 1951, όταν ο Lyman Spitzer, φυσικός και αστρονόμος, κατασκεύασε το Stellerator, μια συσκευή περιορισμού πλάσματος σε σχήμα οκτώ. Μια σημαντική ανακάλυψη έγινε το 1968, όταν Ρώσοι επιστήμονες παρουσίασαν το σχέδιο tokamak στο κοινό, ένα torus που θα ήταν το σχέδιο των περισσότερων συσκευών σύντηξης μαγνητικού περιορισμού που θα έρθουν. Το 1991, έγινε ένα άλλο βήμα προς τα εμπρός με την κατασκευή του START (Small Tight Aspect Ratio Tokamak) στο Ηνωμένο Βασίλειο, ενός σφαιρομάκκου ή ενός σφαιρικού τοκαμάκ. Οι δοκιμές έδειξαν ότι αυτή η συσκευή είναι περίπου τρεις φορές καλύτερη από τα περισσότερα tokamaks στην έναρξη αντιδράσεων σύντηξης, και τα σφαιρομακίδια συνεχίζουν να αποτελούν μια συνεχή περιοχή έρευνας στην έρευνα σύντηξης.
Για να είναι αποτελεσματικές οι αντιδράσεις σύντηξης, το κέντρο ενός αντιδραστήρα tokamak πρέπει να θερμανθεί σε θερμοκρασίες γύρω στα 100 εκατομμύρια Kelvin. Σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες, τα σωματίδια έχουν τεράστια κινητική ενέργεια και προσπαθούν συνεχώς να διαφύγουν. Μια έρευνα σχετικά με τη σύντηξη συγκρίνει την πρόκληση της μαγνητικής σύντηξης περιορισμού με αυτήν της συμπίεσης ενός μπαλονιού — αν πιέσετε δυνατά τη μία πλευρά, αυτό απλώς ξεπροβάλλει από την άλλη. Στη σύντηξη μαγνητικού περιορισμού, αυτό το «ξεσκήνωμα» προκαλεί σύγκρουση σωματιδίων υψηλής θερμοκρασίας με το τοίχωμα του αντιδραστήρα, ξύνοντας κομμάτια μετάλλου σε μια διαδικασία που είναι γνωστή ως «διασκορπισμός». Αυτά τα σωματίδια απορροφούν ενέργεια, μειώνοντας τη συνολική θερμοκρασία του περιορισμένου πλάσματος και καθιστούν δύσκολη την επίτευξη της σωστής θερμοκρασίας.
Εάν η ισχύς σύντηξης μπορούσε να κατακτηθεί, θα μπορούσε να γίνει μια απαράμιλλη πηγή ενέργειας για την ανθρωπότητα, αλλά ακόμη και οι πιο αισιόδοξοι ερευνητές δεν αναμένουν εμπορική παραγωγή ενέργειας πριν από το 2030.