À la fin des années 1960, la communauté scientifique, à commencer par les scientifiques russes, précurseurs en ce domaine, a développé une machine capable de créer et confiner un plasma chaud (150 millions de °C) dans une cage magnétique, en forme d’anneau (ou « tore ») : le tokamak, pour « Toroidalnaya Kamera Magnitnymi Katushkami ».
Le plasma est confiné à l’aide d’une superposition de champs magnétiques :
- Le champ magnétique toroïdal dont l’intensité est de l’ordre de 100 000 fois le champ magnétique terrestre. Il est créé par les bobines magnétiques toroïdales.
- Le champ magnétique poloïdal créé, en induisant dans le plasma un courant de plusieurs millions d’ampère, par l’intermédiaire de la bobine magnétique centrale.
- Un ensemble d’aimants horizontaux appelés bobines poloïdales assurant l’équilibre du plasma, sa position, sa forme et le contrôle du courant.
Le champ magnétique résultant à l’intérieur de l’enceinte du tokamak est un champ en forme d’hélice.