As condições para que exista um balanço de potência positivo do reator de fusão são expressas pelo critério de Lawson. Para uma mistura D-T a 100 milhões de graus essa relação histórica (1957) é:
n tE >= 1020 m-3sonde n é a densidade de partículas carregadas contidas no plasma e tE é o tempo de confinamento da energia (constante de tempo caraterística do decréscimo exponencial da temperatura de um meio quente, sem entrada de energia do exterior).
O objetivo final da investigação sobre fusão controlada é atingir a condição de ignição, o que significa garantir a combustão do plasma através da energia cinética dos sub-produtos confinados da reação de fusão. Num reator que funcione com uma mistura D-T, as reações serão auto-sustentadas pela energia cinética do hélio que será suficiente para manter a temperatura da combustão (não sendo necessário recurso a qualquer energia do exterior).
A condição de ignição escreve-se:
n0 Ti0 tE > 6x1022 (m-3M°Ks)onde n0 e Ti0 são, respetivamente, a densidade e a temperatura dos núcleos D e T no centro do plasma e tE é o tempo de confinamento da energia.
Movimento das partículas carregadas num plasma. a) Sem campo
magnético os plasmas quentes tendem a espalhar-se e preencher todo
o espaço disponível. b) Com um campo magnético linear,
as partículas descrevem órbitas helicoidais em torno das
linhas de força do campo e ficam confinadas radialmente.
Dois processos experimentais têm sido estudados para realizar esta condição:
Esquema de princípio representando o confinamento magnético
toroidal (aqui um tokamak), o plasma tem a forma de um anel e é
mantido longe das paredes da câmara.
Esquema de princípio de iluminação de um alvo
por feixes "Laser". Os feixes comprimem e aquecem o alvo; depois da implosão,
a explosão leva a energia para a parede .