早在50年前，兩種約束高溫反應體的理論就產生了。
一種是慣性約束，這一方法把幾毫克的氘和氚的混合氣體裝入直徑約幾毫米的小球內，然后從外面均勻射入激光束或粒子束，球面內層因而向內擠壓。
球內氣體受到擠壓，壓力升高，溫度也急劇升高，當溫度達到需要的點火溫度時，球內氣體發生爆炸，產生大量熱能。
這樣的爆炸每秒鐘發生三四次，并持續不斷地進行下去，釋放出的能量就可以達到百萬千瓦級的水平。
另一種就是磁力約束，由于原子核是帶正電的，那么磁場只要足夠強大，你就跑不出去。
建立一個環形的磁場，那么原子核就只能沿著磁力線的方向，沿著螺旋形運動，跑不出發生反應的范圍。
而在環形磁場之外的一點距離，還可以建立一個大型的換熱裝置（此時反應體的能量只能以熱輻射的方式傳到換熱體）。
然后再使用人類已經很熟悉的方法，把熱能轉換成電能就是了。
為實現磁力約束，需要一個能產生足夠強的環形磁場的裝置，這種裝置就被稱作“托克馬克裝置”——TOKAMAK。
也就是俄語中是由“環形”、“真空”、“磁”、“線圈”的字頭組成的縮寫。
早在1954年，在原蘇聯庫爾恰托夫原子能研究所就建成了世界上第一個托卡馬克裝置。
貌似很順利吧？
其實不然，要想能夠投入實際使用，必須使得輸入裝置的能量遠遠小于輸出的能量才行，我們稱作能量增益因子——Q值。
當時的托卡馬克裝置是個很不穩定的東西，搞了十幾年，也沒有得到能量輸出。
直到1970年，前蘇聯才在改進了很多次的托卡馬克裝置上第一次獲得了實際的能量輸出。
不過要用當時最高級設備才能測出來，Q值大約是10億分之一。
別小看這個十億分之一，這使得全世界看到了希望，于是全世界都在這種激勵下大干快上，紛紛建設起自己的大型托卡馬克裝置。
什么是“超托卡馬克裝置”呢？
托卡馬克裝置的核心就是磁場，要產生磁場就要用線圈，就要通電，有線圈就有導線，有導線就有電阻。
托卡馬克裝置越接近實用就要越強的磁場，就要給導線通過越大的電流。
這個時候，導線里的電阻就出現了，電阻使得線圈的效率降低，同時限制通過大的電流，不能產生足夠的磁場。
托卡馬克貌似走到了盡頭。
幸好，超導技術的發展使得托卡馬克峰回路轉，只要把線圈做成超導體，理論上就可以解決大電流和損耗的問題。
于是，使用超導線圈的托卡馬克裝置就誕生了，這就是超托卡馬克。