Die Reaktorphysik von Fusionsreaktoren unterscheidet sich stark von derjenigen von Kernspaltungsreaktoren. Kernspaltungsreaktoren können auf natürlich vorkommende spaltbare Isotope zurückgreifen. Im Gegensatz dazu sind Fusionsreaktoren auf synthetische Tritiumatome (Halbwertszeit 12,3 Jahre) angewiesen, sodass pro fusioniertem Tritiumatom mehr als ein Tritiumatom erzeugt werden muss.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die Fusionsreaktionen selbst im Gegensatz zur Kernspaltung nicht direkt vom Neutronenfluss beeinflusst werden.

Die Reaktivität ist das Verhältnis der in einer aufeinanderfolgenden Neutronengeneration erzeugten zusätzlichen Neutronen zur aktuellen Generation in einem Reaktor. Diese Größe ist in Kernspaltungsreaktoren wichtig, da sie die Änderungsrate der Leistung bestimmt. Da Fusionsreaktionen nicht durch Neutronen, sondern durch die Fusion zweier Atome ausgelöst werden, hat die Reaktivitätsrückkopplung keinen Einfluss auf die Neutronenquelle. Daher besteht aus Sicht der Reaktivitätsrückkopplung mehr Flexibilität hinsichtlich der Isotope, die in den Reaktor eingebracht werden, als bei der Kernspaltung, deren Leistung direkt von der Anzahl der Neutronen im System abhängt.

Das Neutronenspektrum hat viel mit dem von Schnellreaktoren gemeinsam (hoher epithermischer Fluss, hoher Fluss um 1 MeV), aber die Fusion hat einen einzigartigen hohen Spitzenfluss von 14,1 MeV. Die Anzahl der erzeugten Neutronen pro freigesetzter thermischer Energieeinheit ist etwa um den Faktor vier höher.

Wir müssen folgende Fragen beantworten: Wie effizient kann die Neutronenwirtschaft gestaltet werden? Kann sie nicht nur für Tritium-Brutreaktionen genutzt werden, sondern auch für zusätzliche Bestrahlungen, die die einzigartigen Bedingungen eines Fusionsreaktors ausnutzen? Inwieweit können neutronenempfindliche Komponenten abgeschirmt werden?

Um diese Fragen zu beantworten, wurde der VNS (Volumetric Neutron Source) Tokamak vorgeschlagen. VNS ist ein Konzept für einen Beam-Target-Fusionstokamak. Der Zweck des Reaktors besteht darin, die nuklearen Eigenschaften eines Fusionsreaktors zu untersuchen, insbesondere die Toleranzen gegenüber hohen Neutronenflüssen im Fusionsspektrum, Tritium-Brut-Blankets und vieles mehr. Derzeit wird mit den Monte-Carlo-Codes Serpent und OpenMC daran gearbeitet, die im VNS stattfindenden Kernreaktionen zu untersuchen und zu optimieren.