可控核聚變號稱人類終極能源，一升海水中含約30mg氘，通過聚變反應可釋放出的能量相當于300多升汽油的能量，而反應產物是無放射性的。
也就是說，1升海水可產生相當于300升汽油的能量。一座100萬kW的核聚變電站，每年耗氘量只需304kg。據估計，天然存在于海水中的氘有45億噸，把海水中的氘通過核聚變轉化為能源，按目前世界能源消耗水平，足以滿足人類未來幾十億年對能源的需求。
更不用說，月球上還有數量驚人的適合第二代聚變堆的氦資源儲備了。
但是想要實現可控核聚變反應，技術難點自然多多。
其一，幾千萬甚至上億度的高溫，在這個溫度下等離子氣體中的部分原子核可能進行聚變反應，溫度越高聚變反應進行得越快。
其二，充分的約束，即把高溫下的等離子體約束在一定區域內，保持足夠的時間，使其充分聚變。
其三，相當低的密度。高溫下的等離子氣體具有很高的壓強，因此要把容器內的氣體抽到相當真空，使單位體積內的粒子數不能超過10的15次方個，相當于常溫下氣體密度的幾萬分之一。
其四，保證自持。處于高溫下的等離子體的不穩定性，使它只能被約束一個很短的時間。為了使足夠數量的等離子氣體發生聚變反應，并能自持下去，就必須對參與反應時的等離子氣體的密度和實現對它可靠的約束時間之間有一個要求，即勞遜條件。例如，實現氘-氚聚變反應的條件是:等離子體溫度達2億度，同時粒子數密度達10^20m^-3，能量約束時間超過1s。
第五，也是最難最重要的一點，制造聚變堆的核材料。
目前，前三個技術難關已經基本上被攻克，ITER項目進展順利的話，第四個難題預計在未來二十年內能夠得到解決，唯有第五條，至今依舊遙遙無期。
費米曾說過，核技術的成敗取決于材料在反應堆中強輻射場下的行為。
這句話雖然說得時候，是針對裂變堆的，但對聚變堆同樣有效，甚至從某種程度上說，是可控核聚變能否取得成功的關鍵。
在商業化的托卡馬可聚變堆中，其第一壁材料，也就是直接面向等離子體的那層材料，需要滿足以下多種嚴苛的要求：
第一，就是低氚滯留。
相比于傳說中的氦核聚變，目前最容易控制的聚變反應為氘氚反應。
但氚（T）的半衰期短，不存在天然氚。人工制造又幾乎不可能，上億美元一千克，還是有價無市。因此，聚變堆中的氚都需要循環利用。
目前科學界主要辦法就是用倍增過的中子和鋰反應，再把氚回收，這樣氚就成了類似于催化劑的存在。
但是，目前氚的消耗/增殖比很低，（記憶中為1:1.05，可能有誤），因此必須嚴格控制耗散在各個環節的氚。其中又因第一壁直接和等離子體直接接觸，算是氚滯留大戶，需嚴格把控。否則氚越用越少，直接會導致等離子體熄滅停堆。
第二，就是抗中子輻照能力。
每個氘氚聚變都會產生一個14MeV能量的中子，這些高能中子能輕易擊碎第一壁材料中的金屬鍵，產生大量缺陷，引起輻照腫脹、脆化、蠕變等問題，使得材料完全沒法使用。
商業聚變堆役期中第一壁中子劑量預計超過100dpa，而裂變堆的劑量在1dpa量級，因此現有的裂變堆材料不可能直接拿到聚變堆中使用。
第三，抗等離子體輻照。