Для осуществления термоядерной реакции необходимо нагреть водородную плазму до температуры в сотни миллионов градусов. Наиболее эффективным методом нагрева является инжекция пучка быстрых атомов, который получают ускорением ионов водорода до высокой энергии и последующей нейтрализацией ускоренных ионов с их превращением в пучок быстрых атомов. В настоящее время подобная технология нагрева быстрыми пучками испытывается на нескольких крупных термоядерных установках в Европе и Японии, и является наиболее перспективной для применения в термоядерной энергетике будущего.

«На данный момент на относительно небольших токамаках типа JET (Англия) и ASDEX (Германия) используются инжекторы атомов с энергией частиц 60—90 тысяч электрон-вольт, которые получают за счет ускорения положительных ионов. Для нагрева плазмы в больших установках нового поколения типа JT-60SA, ИТЕР, ДЕМО или Norman (ТАЕ Technologies) необходимы инжекторы с энергией частиц в 500—1000 килоэлектронвольт (кэВ), разработка которых ведется в нескольких крупнейших лабораториях мира. В высоковольтном инжекторе необходимо получать и ускорять отрицательные ионы водорода, которые легко теряют лишний электрон и превращаются в быстрые атомы с приемлемой для термоядерного реактора эффективностью до 85—95 %, — рассказывает главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Юрий Бельченко — Ранее в нашем институте был разработан и испытан прототип подобного инжектора, который хорошо зарекомендовал себя на стендовых испытаниях. Был получен интенсивный пучок отрицательных ионов с энергией 117 кэВ. Также были проведены эксперименты по транспортировке пучка в реактор. Теперь начинается систематическая работа на инжекторе с существенно большей энергией частиц. На сегодняшний день в мире не существует инжекторов для нагрева плазмы с подобными характеристиками».