Un tokamak est un dispositif de confinement de plasma magnétique toroïdal (en forme de beignet), le principal candidat pour produire de l’énergie de fusion magnétique. Le terme tokamak vient des mots russes : toroidalnaya, kamera et magnitnaya, qui signifient toroïdal, chambre, magnétique. La dernière lettre g a été remplacée par k pour éviter toute analogie avec le mot magie. Il a été inventé dans les années 1950 par Igor Yevgenyevich Tamm et Andrei Sakharov.
Le tokamak se caractérise par l’utilisation du courant plasma pour générer la composante hélicoïdale du champ magnétique nécessaire aux équilibres stables. Cela peut être comparé à un autre dispositif de confinement magnétique toroïdal, le stellarator, dans lequel tous les champs magnétiques de confinement sont produits par des bobines externes et il y a un courant négligeable circulant à travers le plasma.
Pourquoi en forme de beignet ? La forme distinctive du réacteur de fusion est nécessaire en raison d’une propriété particulière d’un beignet qu’une sphère (par exemple) n’a pas. Le problème est essentiellement le théorème de la boule poilue. Si une sphère a des cheveux qui poussent, il est impossible de la peigner pour qu’aucun cheveux ne colle. Cependant, un beignet poilu peut être ainsi peigné.
Ceci est important car un réacteur de fusion est un beignet poilu dont les cheveux sont les lignes de champ magnétique. Une mèche de cheveux dressée serait une instabilité dans le réacteur.