核聚变是两个或两个以上原子核聚合或“熔合”在一起形成一个较重原子核的过程。这通常伴随着大量能量的释放或吸收。核聚变是为恒星、氢弹和检验聚变能量的发电实验装置提供能量的过程[2]。
两个质量轻于铁原子（它与镍的原子核都拥有最大的单个核子结合能）的原子核聚合时通常会释放能量，而质量重于铁原子的原子核聚合则会吸收能量。它的逆反应核裂变则恰好相反。这意味着聚变一般在轻元素中发生；同样，核裂变则一般仅发生于重元素。一些极端天文事件可以导致重元素聚变短时发生。这是产生核聚合的过程，一般在创造重元素的事件，如超新星形成中发生。
在地球上创造核聚变所需的反应环境非常困难，因为它没有达到一定规模的氕（在恒星中发生自然聚变中常见的氢轻同位素）。在核武器中，原子弹释放的一定能量被用来压缩和加热含氢的重同位素或锂元素的核裂变燃料，来达到“点火”点。在这一点，聚变反应释放的能量就足以使反应保持下去。基于聚变的核能实验试图用一种不那么戏剧化的方式来建立类似的反应条件，但到目前为止，这些为了将聚变用作商业电源的实验都没能将点火条件维持足够长的时间[2]。
在欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）核嬗变实验的几年之后（1932年），重氢同位素的聚变反应在马克·奥利芬特（Mark Oliphant）的实验室中初次实现。随后，宇宙星体中核聚变的主要循环步骤由汉斯·贝特（Hans Bethe）探索出来。用于军事目的的核聚变研究始于20世纪40年代初的“曼哈顿工程”，但直到1951年才完成。1952年11月1日进行的常春藤迈克（Ivy Mike）氢弹试验标志着对大规模核聚变爆炸的研究已经启动。(www.xing528.com)
对民用受控热核聚变的研究也于20世纪50年代开始并持续至今。经过60年来对前人实验设计的不断改善，国家点火装置（National Ignition Facility）和ITER两个项目终于即将达到转折点（见图2-2）。
图2-2 氘与氚的聚变产生氦 （摘引自en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion）
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