Magnetska zatvorena fuzija je pristup nuklearnoj fuziji koji uključuje suspendiranje plazme (ioniziranog plina) u magnetskom polju i podizanje njezine temperature i tlaka na velike razine. Nuklearna fuzija je vrsta nuklearne energije koja nastaje kada se lake atomske jezgre – vodik, deuterij, tricij ili helij – spoje zajedno pri velikim temperaturama i pritiscima. Sva sunčeva svjetlost i toplina proizlaze iz reakcija nuklearne fuzije koje se odvijaju u njegovoj jezgri. Zbog toga Sunce uopće može postojati – vanjski pritisak fuzijskih reakcija uravnotežuje sklonost gravitacijskom kolapsu.
Iako je čovječanstvo iskoristilo energiju fisije – razbijanje teških jezgri – za nuklearnu energiju, uspješna fuzijska snaga još uvijek nam izmiče. Do sada, svaki pokušaj generiranja fuzijske energije troši više energije nego što proizvodi. Magnetska zatvorena fuzija jedan je od dva popularna pristupa nuklearnoj fuziji – drugi je inercijska zatvorena fuzija, koja uključuje bombardiranje kuglice goriva laserima velike snage. Trenutno postoji po jedan projekt vrijedan više milijardi dolara koji slijedi svaki put – National Ignition Facility u Sjedinjenim Državama provodi inercijsku zatvorenu fuziju, a International Thermonuclear Experimental Reactor, međunarodni projekt, provodi fuziju magnetskog zatvaranja.
Eksperimenti u fuziji magnetskog zatvaranja započeli su 1951. godine, kada je Lyman Spitzer, fizičar i astronom, izgradio Stellerator, uređaj za zadržavanje plazme u obliku osmice. Veliki proboj dogodio se 1968. godine, kada su ruski znanstvenici javnosti predstavili dizajn tokamaka, torusa koji će biti dizajn većine uređaja za fuziju s magnetskim ograničenjem. Godine 1991. napravljen je još jedan korak naprijed s izgradnjom START-a (Small Tight Aspect Ratio Tokamak) u Velikoj Britaniji, sferomaka ili sfernog tokamaka. Testiranje je pokazalo da je ovaj uređaj oko tri puta bolji od većine tokamaka u pokretanju fuzijskih reakcija, a sferomaci su i dalje područje istraživanja fuzije.
Da bi fuzijske reakcije bile učinkovite, središte tokamaka reaktora mora se zagrijati na temperaturu od oko 100 milijuna Kelvina. Na tako visokim temperaturama, čestice imaju ogromnu kinetičku energiju i neprestano pokušavaju pobjeći. Jedno istraživanje fuzije uspoređuje izazov fuzije magnetskog zatvaranja s izazovom stiskanja balona – ako snažno pritisnete jednu stranu, on jednostavno iskoči na drugu. U fuziji magnetskog zatvaranja, ovo “iskakanje” uzrokuje da se čestice visoke temperature sudare sa stijenkom reaktora, stružući komadiće metala u procesu poznatom kao “prskanje”. Te čestice apsorbiraju energiju, snižavaju ukupnu temperaturu zatvorene plazme i otežavaju postizanje prave temperature.
Kad bi se fuzijska energija mogla ovladati, mogla bi postati izvor energije bez premca za čovječanstvo, ali čak ni najoptimističniji istraživači ne očekuju komercijalnu proizvodnju energije prije 2030. godine.