前面已经了解到，只要克服了库仑势垒，核聚变释放能量就可能实现。理论上是这样，但事实真的这么简单？最初人们也以为从氢弹试爆成功，到利用核聚变撷取能源只有一步之遥，但很快就发现这种想法过于乐观。氢弹由瞬间产生的高温高压引爆，但这种引发方式难以控制，而我们需要的是温和、持续且可控的核聚变。
1955年，英国著名工程学家劳森提出了著名的劳森判据：当燃料的密度、温度和反应时间三者的乘积达到并超过一个特定数值后，核聚变反应才能发生。
如今已经有了许多加热物质使之达到高温的方法，如欧姆加热、压缩加热、中性粒子束注入加热、激光束和高能粒子束加热等，都可用于聚变反应实验中。
条件一解决了，条件二可就难了，上亿摄瓦度高温的等离子体，一般实体物质很难用作它的“容器”。科学家尝试利用磁约束和惯性约束来实现核聚变研究中的等离子体约束。
磁约束方法，就是利用磁场与等离子体之间的相互作用将高温等离子体约束在一定区域，使其进行核聚变。
说起磁约束，不得不提今天的主角——“托卡马克”先生。托卡马克（Tokamak），听起来像个人名，其实是一套装置，这个单词是由环形（Toroidal）、真空（Kamera）、磁（Magnet）、线圈（Kotushka）四个单词组成的缩写词。这是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。
20世纪50年代，苏联科学家塔姆和萨哈洛夫、美国的斯皮泽分别独立地提出了如下设想：在环向磁场（以后称纵场）上再加一个沿环截面方向的磁场（以后称极向场），由这两个磁场合成为沿大环方向、具有大螺距的螺旋磁场，再利用这个螺旋磁场的旋转变换特性约束等离子体，不就形成一个封闭磁场“容器”了吗？从这一设想出发，1954年，苏联库尔恰托夫原子能研究所建成第一个托卡马克装置，并观察到了个别的聚变反应。
托卡马克装置的主体形似一个躺倒的轮胎，由中间的环形真空反应室及环绕其周围、沿径向和环向分布的导线构成。真空室为等离子体提供反应空间，导线通电后则产生约束磁场：环向电流形成极向磁场，环向场线圈系统提供强环向磁场，两者合成螺旋形磁场，具备稳定等离子体所需的平行磁场、磁阱和磁剪切三大要素。这种磁场无形无质、不惧高温，能够将炽热的等离子体有效束缚其中。其基本原理在于，带电粒子在磁场中运动时会受到洛仑兹力作用，该力方向同时垂直于磁场和粒子运动方向，使粒子环绕磁力线旋转；磁场足够强时，旋转半径极小，粒子便被紧密约束在磁力线附近，如同吸附其上。因此，依靠强磁场产生的洛仑兹力，可将等离子体约束在截面很小的环形范围内，实现对等离子体燃料的磁约束。
1970年，苏联在一台托卡马克装置上首次观察到了聚变能量的输出，实验消耗了10亿份能量，最终得到1份聚变能量。在之后长达半个世纪的研究中，俄罗斯在核聚变反应堆装备制造方面，积累了大量科研成果和实践经验，也在高温等离子物理、寻找新材料、研究测定方法和真空工艺、建造等离子遥控与加热系统等尖端技术领域，造就了一大批高水平专家和技术人员，使俄罗斯在可控核聚变领域居于世界先进水平。
托卡马克装置的设计十分经典，此后人类建设的很多大型核聚变装置，如建在法国的国际热核聚变实验堆（多国联合研发）、中国的超导型磁约束托卡马克聚变装置、欧共体的JET等都采用了托卡马克模型，“托卡马克”先生成为人类实现核聚变产能的希望所在。