Lawsonovo kritérium

${\displaystyle {\ce {D + T -> He^4 + n + 17,6 MeV}}}$

${\displaystyle {\ce {D + D -> He^3 + n + 3,27 MeV}}}$

(produkty reakce D+D mohou být ${\textstyle {\ce {He^3 + n}}}$, nebo ${\textstyle {\ce {T + p}}}$ s pravděpodobností 50:50)

${\displaystyle {\ce {T + T -> He^4 + 2n + 11,33 MeV}}}$

${\displaystyle {\ce {T + He^3 -> He^4 + n + p + 12,1 MeV}}}$

${\displaystyle {\ce {D + D -> T + p + 4,03 MeV}}}$

${\displaystyle {\ce {D + He^3 -> He^4 + p + 18,35 MeV}}}$

${\displaystyle {\ce {Li^6 + He^3 -> 2He^4 + p + 16,9 MeV}}}$

${\displaystyle {\ce {D + p -> He^3 + \gamma + 5,49 MeV}}}$

${\displaystyle {\ce {He^3 + He^3 -> He^4 + 2p + 12,86 MeV}}}$

${\displaystyle {\ce {p + B^11 -> 3He^4 + 8,7 MeV}}}$

Vyjádření požadavku na rovnost mezi energií uvolněnou alfa částicemi a ztrátovým výkonem P_L (alfa částice nesou 1/5 uvolněného fúzního výkonu P_F, protože hmotnost neutronu, který uniká z magnetického pole tokamaku a odnáší 4/5 uvolněné energie pryč, je ve srovnání s hmotností alfa částice přibližně pětinová, a platí zákon zachování hybnosti):

$${\displaystyle P_{\alpha }\geq P_{L}}$$

$${\displaystyle 0,2P_{F}\geq P_{L}}$$

Ztrátový výkon:

$${\displaystyle P_{L}={\frac {3nkTV}{\tau _{E}}}}$$

Fúzní výkon:

$${\displaystyle P_{F}={\frac {n^{2}<\sigma _{v}>}{4}}VE_{F}}$$

Dosazení do bilance výkonů:

$${\displaystyle {\frac {n^{2}<\sigma _{v}>E_{F}}{20}}\geq {\frac {3nkT}{\tau _{E}}}}$$

$${\displaystyle n\tau _{E}\geq {\frac {60kT}{<\sigma _{v}>E_{F}}}[m^{-3}.s]}$$

Upravení do tvaru tzv. trojného součinu:

$${\displaystyle nT\tau _{E}\geq {\frac {60kT^{2}}{<\sigma _{v}>E_{F}}}[m^{-3}.K.s]}$$

Odstraněním Boltzmannovy konstanty převedeme z jednotky kelvin do jednotky elektronvolt:

$${\displaystyle nT\tau _{E}\geq {\frac {60T^{2}}{<\sigma _{v}>E_{F}}}[m^{-3}.eV.s]}$$

$${\displaystyle nT\tau _{E}\geq \Omega _{i}{\frac {60T^{2}}{<\sigma _{v}>E_{F}}}[m^{-3}.eV.s]}$$

Koeficient ${\displaystyle \Omega _{i}}$ vyjadřuje účinnost, se kterou dokáže elektrárna přeměnit výkon uvolněný fúzní reakcí na výstupní výkon celého systému. Při teoretické 100% účinnosti (${\displaystyle \Omega _{i}}$=1) by kritérium inženýrské rovnováhy bylo shodné s kritériem ignition. Kriteriální rovnice se mohou uvádět i ve tvaru počítajícím s průměrnou teplotou ${\displaystyle {\bar {T}}}$, ta je při předpokladu parabolického průběhu rovna poloviční hodnotě teploty T (maximální teplota v palivu), rovnice tak nabývá tvar:

$${\displaystyle n{\bar {T}}\tau _{E}\geq \Omega _{i}{\frac {120{\bar {T}}^{2}}{<\sigma _{v}>E_{F}}}[m^{-3}.eV.s]}$$