Как же происходит этот тепловой обмен?

При температурах порядка миллионов градусов атомы и молекулы газа обладают огромными скоростями и «разбегаются» в разные стороны. Тепло, возникающее в результате беспрестанных столкновений частиц газа друг с другом и со стенками сосуда, переходит от газа к стенкам сосуда, в котором происходит нагревание. Естественно, что в этом случае будет затрачиваться огромная энергия на нагревание сосуда; нагреть же газ до нужной температуры не удастся. Кроме того, тепловой обмен происходит за счет теплового излучения, интенсивность которого для непрозрачных (абсолютно черных) тел пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры.

Но плазма является прозрачным веществом, и ее излучение растет с температурой значительно медленнее. Поэтому при сравнительно малых температурах, которые должны быть пройдены в ходе разогрева вещества, вносимая извне энергия в основном определяется тепловым движением частиц.

Плазма, как уже говорилось, состоит из движущихся отдельно друг от друга заряженных частиц: положительных атомных ядер и отрицательных электронов. Задача, следовательно, заключается в том, чтобы удержать заряженные частицы вместе, так как при их разлете, естественно, будет уходить энергия, заключенная в объеме газа.

Магнитное поле можно представить как поток магнитных силовых линий, направление которых в каждой точке пространства совпадает с направлением поля, а их густота определяет интенсивность (напряженность) его. В магнитном поле заряженные частицы движутся не прямолинейно, а по окружности. Очень важно, что окружности, которые описывают заряженные частицы, «нанизаны» на определенные силовые линии; частицы как бы приклеены к силовым линиям магнитного поля, которые их крепко удерживают. Чем сильнее магнитное поле, тем меньше радиус окружности, по которой будут двигаться заряженные частицы. Правда, при столкновении эти частицы перемещаются, но отходят друг от друга не дальше чем на длину радиуса окружности. При сильном магнитном поле потеря энергии плазмой за счет соударений частиц с холодными стенками сосуда уменьшается в десятки и сотни тысяч раз.