托卡马克装置
托卡马克是一种在环形（甜甜圈形）真空容器内通过磁场约束等离子体的装置。它于1950年代在苏联开发，是目前研究最深入的磁约束方式。
托卡马克结合两种磁场来约束等离子体。
环形磁场由包围环形的线圈（TF线圈）产生，形成沿圆周方向的磁场。极向磁场由等离子体自身流动的电流产生，形成围绕小截面的磁场。该等离子体电流由中心螺线管（CS线圈）的磁通变化感应产生。
两种磁场的合成使磁力线在环形面上呈螺旋状周回。该螺旋状磁力线形成嵌套的磁面，实现等离子体约束。
安全因子q表示磁力线在极向方向绕行一周期间在环形方向绕行几周，是决定MHD稳定性的重要参数。边缘q值通常维持在3以上。
L模式（低约束模式）是基本运行状态。H模式（高约束模式）于1982年在ASDEX被发现，当加热功率超过阈值时，等离子体边缘区域会形成输运壁垒（台基）。约束性能比L模式提高约2倍，但会产生周期性ELM（边缘局域化模式）。大型ELM会损伤偏滤器，因此正在研究通过共振磁场扰动（RMP）等方法进行控制。
破裂是等离子体电流急剧消失的现象。超过密度极限、贝塔极限、q极限时可能发生。热淬灭会迅速释放能量，随后的电流淬灭会对结构产生大的电磁力。作为缓解技术，正在研究通过快 pellet 注入（SPI）注入杂质。
仅靠欧姆加热（焦耳加热）无法达到核聚变温度，因此需要辅助加热。中性束注入（NBI）通过注入高能中性原子来加热离子。离子回旋加热（ICRH）和电子回旋加热（ECRH）使用共振频率的电磁波。低混杂波（LHCD）也用于电流驱动。
ITER是正在法国建设的世界最大托卡马克装置，目标实现500MW核聚变输出，Q值10以上。JT-60SA是日欧共同的超导托卡马克装置，于2023年实现首次等离子体。SPARC是MIT和CFS正在开发的紧凑高磁场托卡马克装置，通过高温超导体实现12.2T磁场，目标Q值11以上。
球形托卡马克的纵横比小（1.2-1.8），可进行高贝塔运行。英国的STEP计划旨在通过球形托卡马克实现发电演示。
主要课题包括避免破裂、实现稳态运行、偏滤器热负荷管理、材料活化对策、氚自增殖等。在ITER实现燃烧等离子体演示后，各国计划建设DEMO（原型炉）。通过高温超导体实现的紧凑托卡马克以及民间企业的加入，使商用化的路径呈现多样化。