Danes številne države sodelujejo v termonuklearnih raziskavah. Vodilne so Evropska unija, ZDA, Rusija in Japonska, programi Kitajske, Brazilije, Kanade in Koreje pa hitro rastejo. Sprva so bili fuzijski reaktorji v ZDA in ZSSR povezani z razvojem jedrskega orožja in so ostali tajni do konference Atoms for Peace, ki je potekala v Ženevi leta 1958. Po nastanku sovjetskega tokamaka so raziskave jedrske fuzije v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja postale "velika znanost". Toda stroški in zapletenost naprav sta se povečali do točke, ko je bilo mednarodno sodelovanje edina pot naprej.
Fuzijski reaktorji na svetu
Od sedemdesetih let prejšnjega stoletja je bila komercialna uporaba fuzijske energije dosledno odmaknjena za 40 let. Vendar se je v zadnjih letih zgodilo veliko, kar bi lahko skrajšalo to obdobje.
Zgrajenih je bilo več tokamakov, vključno z evropskim JET, britanskim MAST in eksperimentalnim fuzijskim reaktorjem TFTR v Princetonu v ZDA. Mednarodni projekt ITER je trenutno v gradnji v mestu Cadarache v Franciji. Postala bo največjatokamak, ko bo začel delovati leta 2020. Leta 2030 bo na Kitajskem zgrajen CFETR, ki bo presegel ITER. Medtem LRK izvaja raziskave o eksperimentalnem superprevodnem tokamaku EAST.
Fuzijski reaktorji druge vrste - stelatorji - so prav tako priljubljeni pri raziskovalcih. Eden največjih, LHD, je leta 1998 začel delati na Japonskem nacionalnem inštitutu za fuzijo. Uporablja se za iskanje najboljše konfiguracije zadrževanja magnetne plazme. Nemški inštitut Max Planck je med letoma 1988 in 2002 izvajal raziskave na reaktorju Wendelstein 7-AS v Garchingu, trenutno pa na Wendelsteinu 7-X, ki se gradi že več kot 19 let. Še en stelarator TJII deluje v Madridu v Španiji. V ZDA je Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL), kjer je bil leta 1951 zgrajen prvi fuzijski reaktor te vrste, leta 2008 ustavil gradnjo NCSX zaradi prekoračitve stroškov in pomanjkanja financiranja.
Poleg tega je bil dosežen pomemben napredek pri raziskavah inercialne termonuklearne fuzije. Gradnja 7 milijard dolarjev vrednega National Ignition Facility (NIF) v Livermorskem nacionalnem laboratoriju (LLNL), ki jo financira Nacionalna uprava za jedrsko varnost, je bila končana marca 2009. Francoski laserski megadžul (LMJ) je začel delovati oktobra 2014. Fuzijski reaktorji za sprožitev jedrske fuzijske reakcije porabijo približno 2 milijona joulov svetlobne energije, ki jo laserji oddajo v nekaj milijardah sekunde do nekaj milimetrov velike tarče. Glavna naloga NIF in LMJso študije v podporo nacionalnim vojaškim jedrskim programom.
ITER
Leta 1985 je Sovjetska zveza predlagala gradnjo tokamaka naslednje generacije skupaj z Evropo, Japonsko in ZDA. Delo je potekalo pod okriljem IAEA. Med letoma 1988 in 1990 so bili ustvarjeni prvi načrti mednarodnega termonuklearnega eksperimentalnega reaktorja ITER, kar v latinščini pomeni tudi "pot" ali "potovanje", da bi dokazali, da lahko fuzija proizvede več energije, kot jo lahko absorbira. Kanada in Kazahstan sta sodelovali tudi s posredovanjem Euratoma oziroma Rusije.
Po 6 letih je odbor ITER odobril prvi integrirani reaktorski projekt, ki temelji na uveljavljeni fiziki in tehnologiji, vreden 6 milijard dolarjev. Nato so ZDA izstopile iz konzorcija, zaradi česar so morale prepoloviti stroške in spremeniti projekt. Rezultat je bil ITER-FEAT, ki je stal 3 milijarde dolarjev, vendar je omogočal samovzdržen odziv in pozitivno ravnovesje moči.
Leta 2003 so se ZDA ponovno pridružile konzorciju in Kitajska je objavila željo po sodelovanju. Kot rezultat, so se partnerji sredi leta 2005 dogovorili za izgradnjo ITER v Cadaracheju v južni Franciji. EU in Francija sta prispevali polovico od 12,8 milijarde evrov, Japonska, Kitajska, Južna Koreja, ZDA in Rusija pa po 10 %. Japonska je zagotovila visokotehnološke komponente, gostila 1 milijardo evrov vreden objekt IFMIF za testiranje materialov in je imela pravico do izgradnje naslednjega testnega reaktorja. Skupni stroški ITER vključujejo polovico stroškov 10-letnegagradnja in pol - za 20 let delovanja. Indija je konec leta 2005 postala sedma članica ITER
Poskusi bi se morali začeti leta 2018 z uporabo vodika, da bi se izognili aktivaciji magneta. Uporaba plazme D-T ni pričakovana pred 2026
Cilj ITER-a je ustvariti 500 MW (vsaj 400 s) z uporabo manj kot 50 MW vhodne moči brez proizvodnje električne energije.
Demo 2-gigavatna elektrarna Demo bo nenehno proizvajala obsežno proizvodnjo električne energije. Konceptna zasnova za Demo bo končana do leta 2017, gradnja pa se bo začela leta 2024. Lansiranje bo potekalo leta 2033.
JET
Leta 1978 je EU (Euratom, Švedska in Švica) začela skupni evropski projekt JET v Združenem kraljestvu. JET je danes največji delujoči tokamak na svetu. Podoben reaktor JT-60 deluje na Japonskem nacionalnem inštitutu za fuzijsko fuzijo, vendar lahko samo JET uporablja devterij-tritijevo gorivo.
Reaktor je bil izstreljen leta 1983 in je postal prvi poskus, ki je novembra 1991 povzročil nadzorovano termonuklearno fuzijo z močjo do 16 MW za eno sekundo in 5 MW stabilne moči na devterij-tritijevi plazmi. Izvedenih je bilo veliko poskusov, da bi preučili različne sheme ogrevanja in druge tehnike.
Nadaljnje izboljšave JET-a naj bi povečale njegovo moč. Kompaktni reaktor MAST se razvija skupaj z JET in je del projekta ITER.
K-STAR
K-STAR je korejski superprevodni tokamak iz Nacionalnega inštituta za raziskave fuzije (NFRI) v Daejeonu, ki je sredi leta 2008 proizvedel svojo prvo plazmo. Gre za pilotni projekt ITER, ki je rezultat mednarodnega sodelovanja. Tokamak s polmerom 1,8 m je prvi reaktor, ki uporablja superprevodne magnete Nb3Sn, iste, ki naj bi jih uporabili v ITER. V prvi fazi, ki je bila zaključena do leta 2012, je moral K-STAR dokazati izvedljivost osnovnih tehnologij in doseči plazemske impulze s trajanjem do 20 s. Na drugi stopnji (2013–2017) se nadgrajuje za preučevanje dolgih impulzov do 300 s v načinu H in prehod v visokozmogljiv način AT. Cilj tretje faze (2018-2023) je doseči visoko zmogljivost in učinkovitost v neprekinjenem impulznem načinu. Na 4. stopnji (2023-2025) bodo testirane DEMO tehnologije. Naprava ni sposobna tritija in ne uporablja D-T goriva.
K-DEMO
K-DEMO, ki je bil razvit v sodelovanju s Princetonskim laboratorijem za fiziko plazme (PPPL) ameriškega ministrstva za energijo in južnokorejskim NFRI, naj bi bil naslednji korak v komercialnem razvoju reaktorja po ITER in bo prva elektrarna sposoben proizvesti moč v električnem omrežju, in sicer 1 milijon kW v nekaj tednih. Njen premer bo 6,65 m, v sklopu projekta DEMO pa bo nastajal modul reprodukcijske cone. Korejsko ministrstvo za izobraževanje, znanost in tehnologijonamerava vanj vložiti približno 1 bilijon von (941 milijonov dolarjev).
VZHOD
Kitajski eksperimentalni napredni superprevodni tokamak (EAST) na Kitajskem inštitutu za fiziko v Hefeiju je ustvaril vodikovo plazmo pri 50 milijonih °C in jo zadržal 102 sekundi.
TFTR
V ameriškem laboratoriju PPPL je eksperimentalni termonuklearni reaktor TFTR deloval od leta 1982 do 1997. Decembra 1993 je TFTR postal prvi magnetni tokamak, ki je izvedel obsežne poskuse z devterij-tritijevo plazmo. Naslednje leto je reaktor proizvedel takrat rekordnih 10,7 MW nadzorovane moči, leta 1995 pa je bil dosežen rekord temperature ioniziranega plina 510 milijonov °C. Vendar objekt ni dosegel cilja prelomne fuzijske energije, je pa uspešno izpolnil cilje oblikovanja strojne opreme in pomembno prispeval k razvoju ITER.
LHD
LHD na Japonskem nacionalnem inštitutu za fuzijsko fuzijo v Tokiju v prefekturi Gifu je bil največji stelarator na svetu. Fuzijski reaktor je bil izstreljen leta 1998 in je pokazal lastnosti zadrževanja plazme, primerljive z drugimi velikimi objekti. Dosežena je bila ionska temperatura 13,5 keV (približno 160 milijonov °C) in energija 1,44 MJ.
Wendelstein 7-X
Po enem letu testiranja, ki se je začelo konec leta 2015, je temperatura helija za kratek čas dosegla 1 milijon °C. Leta 2016 fuzijski reaktor z vodikomplazma z 2 MW moči dosegla temperaturo 80 milijonov ° C v četrt sekunde. W7-X je največji stelarator na svetu in naj bi deloval neprekinjeno 30 minut. Stroški reaktorja so znašali 1 milijardo €.
NIF
National Ignition Facility (NIF) v Livermore National Laboratory (LLNL) je bil dokončan marca 2009. S svojimi 192 laserskimi žarki lahko NIF koncentrira 60-krat več energije kot kateri koli prejšnji laserski sistem.
hladna fuzija
Marca 1989 sta dva raziskovalca, Američan Stanley Pons in Britanec Martin Fleischman, objavila, da sta lansirala preprost namizni reaktor s hladno fuzijo, ki deluje pri sobni temperaturi. Postopek je obsegal elektrolizo težke vode z uporabo paladijevih elektrod, na katerih so bila koncentrirana jedra devterija pri visoki gostoti. Raziskovalci trdijo, da je nastala toplota, ki jo je mogoče razložiti le z jedrskimi procesi, in da so bili stranski produkti fuzije, vključno s helijem, tritijem in nevtroni. Vendar drugi eksperimentatorji niso uspeli ponoviti te izkušnje. Večina znanstvene skupnosti ne verjame, da so reaktorji s hladno fuzijo resnični.
nizkoenergijske jedrske reakcije
Na začetku s trditvami o "hladni fuziji" so se raziskave nadaljevale na področju nizkoenergijskih jedrskih reakcij z nekaj empirične podpore, vendarni splošno sprejeta znanstvena razlaga. Očitno se šibke jedrske interakcije uporabljajo za ustvarjanje in zajemanje nevtronov (namesto močne sile, kot pri jedrski fisiji ali fuziji). Poskusi vključujejo permeacijo vodika ali devterija skozi katalitično plast in reakcijo s kovino. Raziskovalci poročajo o opaženem sproščanju energije. Glavni praktični primer je interakcija vodika z nikljevim prahom s sproščanjem toplote, katere količina je večja od katere koli kemične reakcije.
