Самая перспективная для энергетики реакция — слияние дейтерия и трития: ₁²H + ₁³H → ₂⁴He + ₀¹n + 17,6 МэВ. Дейтерий добывают из воды (на каждые ~6500 атомов водорода один дейтерий), а тритий нарабатывают из лития. Топливо практически неисчерпаемо, а долгоживущих отходов почти нет.
Проблема — удержать плазму с температурой свыше 100 млн К: никакой материал не выдержит контакта. Решение — магнитное удержание в установке тороидальной формы (бублик) — токамаке. Сильное магнитное поле закручивает заряженные частицы плазмы по спиралям, не давая им касаться стенок.
Для выработки энергии нужно выполнить условие зажигания (критерий Лоусона): достаточно высокие одновременно температура, плотность плазмы и время её удержания. Крупнейший международный проект — ИТЭР — должен продемонстрировать устойчивое выделение энергии синтеза.