輕核所帶的電荷少，因此它們融合時需要克服的勢壘越小，釋放出的能量就越多。 隨著原子核質量的增加到一個臨界點時，融合反應所需克服的位能大於反應放出的能量，即沒有淨能量產生。 这个过程不是直接使用柴油或汽油机，就是使用电网提供的电，而这些电可能是通过燃烧化石燃料产生的。 核燃料循环分析评价这个过程消耗的能量（以今天的混合能源来算）并进行计算，它要计算的是在核电站的整个寿命中，减少的二氧化碳排放量（与核电站供电多少有关）与排放出的二氧化碳数量（与核电站的建造和核燃料的获得有关）之比。
核融合不會有碳排放，也不像核電廠會製造幅射廢料。 理論上只要一小杯的氫燃料，就能替一個家庭提供數百年的電力。 核融合是 22 世紀電力的最重要來源，但全球暖化日益嚴重，只能祈禱科學家能加快腳步，研發出能夠真正使用核融合發電的方法。 在某些國家中，即使是這些比低階核廢料帶有更高劑量放射性活度的中階核廢料，也依然僅僅是在掩埋場中淺層掩埋。 雖然這並不是放射性程度最高的核廢料，但中階核廢料通常仍要求一定形式的屏蔽，並需要妥善小心的管理，以保護工人之健康與周遭環境。
核融合原理: 核能發電的原理
中國氫彈之父于敏率領的研製團隊於1966年12月28日成功地進行氫彈原理試驗，當量30萬噸。 1967年6月17日由飛機空投的330萬噸當量的氫彈試驗獲得成功[4]，中國氫彈試驗成功亦被認為是中國對蘇聯的一次反擊。 原子由带负电的电子、带正电的质子和不带电的中子所组成，质子和中子在原子的中心组成原子核，电子则在外面绕圈圈。 正常情况下，同样带正电的两颗质子应该会互相排斥，但在原子核的那种超小的距离尺度下，另一种称为「核力」的力量会强过电磁力，让质子和质子（透过中子）可以黏在一起。
1954年6月27日，苏联奥布宁斯克核电站成为世界上第一个向电网并网发电的核电站。 [20]这个反应堆使用了石墨来控制核反应并用水来冷却，功率为5兆瓦。 全世界第一个投入商业运营的核电站是英格兰設菲尔德的卡德霍尔核电站（英语：Sellafield#Calder_Hall_nuclear_power_station），它于1956年开始运行。 它有一个Magnox型石墨气冷反应堆，最初的输出功率为50兆瓦，后来提高到了200兆瓦。 宾夕法尼亚州码头市的一个压水型反应堆1957年12月18日并网发电，是美国第一个投入商业运营的非军用反应堆。 但终究它是比单纯的 D-D 反应或 D-T反应要干净多了，而且还有几个额外的好处：首先，它反应产生的质子可以用非热力的方式发电，能量转换效率可能达到 70%（以热推动蒸汽机最高约35%）。
核融合原理: 核子反應爐
全球約10％電力來自核電，各國現行核電廠均是利用輻射物質鈾235、鈾233或鈽239進行「核分裂」反應，釋放熱能發電。 等待數十年、投入鉅額資金及大量人力的科研項目，終於大有斬獲。 美國國家點火設施近期採取「慣性局限融合」（Inertial confinement fusion）技術，成功將192束超高能量的雷射光束，發射到含有氫的同位素（氘跟氚）的微小圓柱容器中。
在世界上任何一个地方建造核电站，无论这个核电站是旧式还是新式，都会遇到被当地居民反对的问题。 经过三哩岛和切尔诺贝利这两个事故后，只有很少数的城市会欢迎一个新的核反应堆，核处理工厂，核燃料运输路线或试验性核设施。 但是，美国境内一些已有核设施的地方却在争抢着要更多核设施。 但是三哩島事故卻顯示核電廠的真正成成本不低，但在化石燃料漲價後仍有競爭力、可以做為再生能源普及前的替代品。 核融合原理 而福島第一核電廠事故則比過去任何事故都重創核能安全的信譽，此事件又大幅墊高核電廠的安全成本，令人擔心核電廠無法與再生能源競爭[51]。
核融合原理: 核子反應爐的組件
核融合產業協會（Fusion Industry Association）追蹤的投資情況顯示，近年已有超過50億美元資金注入各家民間的核融合相關企業。 各家企業都在研究不同的核融合反應爐設計，大部分仍仰賴等離子狀態的核融合。 另一限制條件是，達到核融合所需的高溫，要核分裂才能達成，但這又回到核廢料放射性傷害持續千年，且無處貯藏等難解議題，而無法推進，因此各大科技巨頭相繼投資並提倡的低溫核融合，才是可行解方。 燃料中的氘是穩定同位素、可以由海水獲得，氚的半衰期短、但可以用中子撞擊鋰-6來獲得 [19] ，氦-3可以是清潔核燃料，但地球的存量很少，必須要到月球或木星上通過宇宙採礦獲取。
- 核裂变可以在沒有中子撞擊的情形下出現，這種核裂变稱為自發裂變，是放射性衰變的一種，只出現在幾種較重的同位素中。
- 这种反应是星球发光发热的主要能量来源，也是氢弹威力比核分裂弹更大的主因。
- WHO報告中也提到，目前加熱菸的相關研究依然存在著六大空白領域，包括「產品吸引力」、「成癮性與吸菸者行為」、「實驗室內分析與調查」、「產品成分含量與排放分析」、「監理及監控機制」與「法規健全管理」。
- 目前全世界最大的核融合反應爐，是位在法國的國際熱核融合實驗反應爐（ITER）。
正是這些極其繁瑣、細節、相互獨立的數據驗證工作，才能讓科學家確認完成長達70年都沒有實現的關鍵使命，終於讓一代又一代物理學家、化學家、計算機科學家前仆後繼的「奇蹟」發生。 所以這次實驗成功可理解為慣性局限融合的「從0到1」。 從此之後，更多公私部門資金、研究力量，可更大膽進入慣性局限融合研究投資，追求加速克服更多難關，短短20甚至10年內，實現慣性局限融合規模化。 此份WHO報告中指出，加熱菸商可能透過各種行銷、廣告宣傳手段，或者透過贊助菸草研究，建構出各種謊言。 報告中列舉若干研究指出，加熱菸所含有的尼古丁以及其他化學成分並不亞於紙菸，且菸商有能力透過產品設計任意改變釋出頻率與濃度，並且存在成癮性、傳統紙菸和新興菸品併用等問題。
核融合原理: 反应堆的种类
在人類的世界中總有意外，目前核電站一般聲稱在核反應爐運作一百萬年才會發生一次爐芯溶毀。 但在1950年代開始，歷史上已發生三次重大的核事故，就是因為人類無法維持完美的外部環境而釀成——三哩島是因為冷卻劑大量流失；車諾比是因為控制棒無法順利插入反應爐堆；福島是因為後備發電機受損。 哈薩克、加拿大、澳洲、尼日、納米比亞是全球五個主要鈾礦出口國。 首先，從理論上講，在同等質量下，核融合所產生的能量比核裂變高出上百倍，這也是氫彈的當量要比原子彈高出上百倍的原因。 其次，核融合所需的材料氘和氚在海水中大量存在，一公升海水中的氘和氚如果完全發生核融合反應，釋放的能量相當於300公升汽油的能量，這種能量可以說取之不盡，用之不竭。 如果要進行核聚變反應，首先就必須提高物質的溫度，使原子核和電子分開，處於這種狀態的物質稱為等离子体。
有些核反應堆無法自行持續產生核反應，稱為次臨界核反應堆（英语：subcritical fission reactors）。 慢化劑通過和快中子的碰撞，吸收中子的能量，使快中子能量降低，成為熱中子。 而溫度高，冷卻劑的密度會降低，慢化作用降低，反應速率下降。 另一些反應爐裡，冷卻劑會吸收中子，起到控制棒的作用。
核融合原理: 事故時の超高温にも耐えるODSフェライト鋼燃料被覆管の開発
知情人士透露，初步數據顯示，這次釋放出的能量超過3.5兆焦耳，高於去年底的試驗。 雖然三次事故的成因看似不同，但都可以歸類為在失去完美的外部條件導致的一連串錯誤，釀成不同類型的核災，有爐心融解、反應堆爆炸，也有氫氣爆炸，而結果，同樣是大規模的輻射污染。 雖然核能只是利用鈾礦去取代天然氣或煤炭，但這看似微小的差異，卻讓核電成為了人類過去大半個世紀以來的夢魘。 鈾礦的開採，是要將自然界之中約百萬分之一到十的鈾，開採及提煉約至百分之三水平的鈾燃料棒，但過程中對環境就產生大量輻射污染。
釋放出的中子再去撞擊其它的重核原子，從而形成連鎖反應而自發分裂。 原子核分裂時除放出中子還會放出熱，核電廠用以發電的能量即來源於此。 核子反應爐（英語：nuclear reactor）是一種啟動、控制並維持核分裂或核融合連鎖反應的裝置。 核融合原理 相對於核武爆炸瞬間所發生的失控連鎖反應，在反應爐之中，核變的速率可以得到精確的控制，其能量能夠以較慢的速度向外釋放，供人們利用。
核融合原理: 反應速度
核能的反对者认为，核反应堆的一个主要缺点就是它面临着核事故和恐怖分子袭击的威胁，这样的话大量平民都会受到辐射线的照射。 核电站的建造通常需要大量资金，但是它的运行和维护成本却相当低（包括了核废料再处理或进行填埋的全部费用）。 核动力相關的重大事故包括三哩岛核泄漏事故（1979年）、切尔诺贝利核事故（1986年）、福岛第一核电站事故（2011年）和一些核动力潜艇事故。 在各種能源的事故之中，按照每个单位发电的人命损失计算，核电的安全记录優于其他几种主要的发电方式[6][7][8][9][10]。 人造的方法，就是等待氚自然衰变，或是用中子轰炸锂、硼、氮等元素。
利用甜甜圈型的电磁场，可以将带正电的原子核（电子因为高热已经被扯离原子核，形成电浆）封闭在反应炉环状部份的中心，并且发生反应。 这种反应炉的技术挑战在于高温的维持 --理论上反应炉「点火」（提供初期的能量，直到核融合反应能发生）后，核融合反应的能量之大，应该要能在维持高温之余，还要有额外的能量供给出来。 但目前为止的试验炉最高输出能量只能达到输入能量的 70%，自然无法维持核融合反应。 刚开始兴建的 ITER实验反应炉预计 2018 年完工，综合了以往各反应炉的经验，预计将首度达成输出大于输入的目标，并且维特点火时间至少 400 秒。 核融合原理 原子彈和受控的核反應堆其核裂变鏈反應的物理基礎是相同的，但在工程設計上有很大的不同，原子彈的目的是一次釋放其所有的能量，而核反應堆會希望持續的釋放能量。
核融合原理: 巨大地震後の余震に備える～大規模余震を考慮したリスク評価手法の提案～
當氦融合首先開始時，恆星離開紅巨星分支，並且積累了足夠的氦在核心點燃。 質量在太陽質量附近的恆星，這會從紅巨星分支的頂端開始，從簡併物質氦核心發出氦閃，恆星移動到水平分支，它的核心在那裏燃燒氦。 核融合原理2023 質量更大的恆星，在沒有氦閃的情況下點燃核心中的氦，並在到達漸近巨星分支之前執行一個藍迴圈。
目前全世界最大的核融合反應爐，是位在法國的國際熱核融合實驗反應爐（ITER）。 預計2025年開始電漿實驗、2035年開始氘氚核融合實驗，理想狀態下，核融合釋出的能量將達原料的10倍。 像是石化燃料原料有限，且會造成空氣污染；太陽能、風力等綠能，也有成本高、缺乏穩定性的疑慮；核分裂則面臨高階核廢料存放，以及輻射污染等風險。 因此，乾淨又供應穩定的能源，成了各國追求的目標。
核融合原理: 核聚变
氚核的中子與質子比（2個中子，1個質子）是穩定原子核中最高的。 增加質子或減少中子都會使得克服勢壘所需的能量變多。 另外，核反应堆在工作时制造出的钚，如果在再处理时进行浓缩的话，也是可以用来制造核弹的。 虽然在一般核反应堆的核燃料循环中制造出来的钚中，钚-240的低浓度使它没有成为制造武器的理想材料，但是还是可以由它制造出有用的武器。 [70]如果一个核反应堆所在的核燃料循环非常短，那么具有武器级浓度的钚就可以被制造出来。 但是，在许多反应堆中进行这种活动是很难掩人耳目的，因为用民用核反应堆来制造核武器需要经常关闭核反应堆来添加核燃料，而这在卫星图片上是清晰可见的。
简单算一算，太阳的质量是地球的330000倍，再乘上8，也就是需要地球质量的 倍。 地核的压力相当于3,300,000到3,600,000 个标准大气压。 也就是说点燃重元素聚变至少需要8,787,182,712,000倍地球海平面标准大气压的压力才能点燃。 就像《流浪地球》一样，里面的能源就是“烧石头”。 然后氚（超重氢 ）由于半衰期12.33年，大自然中就几乎不存在。 地球的实际情况是，氢的同位素中氕是最丰富的，占了99.98%，氘的含量非常少，在自然界中含量约为0.02%，而氚因为存在一个12.33年的半衰期，所以在自然界中是难以长期存在的，可以说氚的含量可以忽略不计。
核融合原理: 加熱菸品相關研究，存在六大空白
這就產生強大向外的能量通量，對流的能量傳遞變得比輻射轉移更為重要。 這樣的結果，使核心區域成為對流區，它攪動了氫融合區，使其與周圍的質子豐富區域保持良好的混合[23]。 這種發生在碳氮氧循環核心的對流貢獻了超過恆星20%的總能量。 隨著恆星的老化和核心溫度的升高，對流區域慢慢地從質量20%下降到內部的8% [22]。 我們的太陽大約有10%的能量是由碳氮氧循環產生。 像是太陽這樣的低質量的主序星，主導能量生產過程的是質子-質子鏈反應。
- 這種氫鈾彈的威力非常大，放射性塵埃多，所以是一種「骯髒」的核武器，但是其具有空前絕後的爆炸威力。
- 反觀核融合既不產生會長久存在的廢棄物，也不會有化石燃料燃燒產生的二氧化碳和其他溫室氣體，且可用氫等常見元素透過原子融合，產生近乎無限的能量。
- 可以產生核連鎖反應的化學元素同位素稱為核燃料，也稱為可裂变物质。
- 以煤和天然气作燃料的发电厂不受这些标准限制，因为它们在建造时没有利润。
- 包括美國、中國、歐盟、日本、南韓、巴西等國都致力研發核融合技術。
目前主要的几种可控制核聚变方式：Z脉冲功率设施、激光约束（惯性约束）核聚变、磁约束核聚变（托卡马克）。 目前人類已經可以實現不受控制的核融合，如氫彈的爆炸；也可以觸發可控制核融合，只是輸入的能量大於輸出、或發生時間極短。 但是要想能量可被人類有效利用，必須能夠合理的控制核融合的速度和規模，實現持續、平穩的能量輸出；而觸發核融合反應必須消耗能量（約1億度），因此人工核融合所產生的能量與觸發核融合的能量要到達一定的比例才能有經濟效應。 科學家正努力研究如何控制核融合，但是現在看來還有很長的路要走。 目前主要的幾種可控制核融合方式：Z脈衝功率設施、雷射約束（慣性約束）核融合、磁約束核融合（托克馬克）。 核能是一种储量充足并被广泛应用的能量来源，而且如果用它取代化石燃料来发电的话，温室效应也会减轻。
核融合原理: 原子力発電のマメ知識
如中國、美國需求龐大，需要仰賴核能補充不足，例如法國可經核電省下來的排碳量賣出，甚至販賣核電給其他人口密集的歐洲小國、部分軍事優先國家則是為了製造核武而興建核電廠、日本等島嶼型國家的能源自主的問題等。 目前的氫彈需要由原子彈的核分裂產生的超高溫來引發核融合反應，單純使用核融合反應的氫彈還是假想階段。 要完成一顆氫彈的核融合材料，主要有氘、氚、氘化鋰-6。 另外，氫彈常見原料也可以是鉛、鈾-235、鈽、鈹、鈾-238。
「華爾街日報」報導，美國預計美東時間13日上午10時（台北時間13日晚間11時）在華府的能源部本部宣布核融合技術進展。 2018年11月，中国科学院合肥物质科学研究院等離子體物理研究所宣佈在合肥综合性国家科学中心的全超导托卡马克核聚变实验装置實現一億度等離子體運行[11]。 2021年5月，EAST创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，将1亿摄氏度20秒的原纪录延长了5倍[12]。 法國原子能委員會專案經理李法佛（Erik Lefebvre）也告訴法新社，要走到發電商轉的那步，可能還需要20至30年。 在极热的天气中，用电量是最高的，但是这时核电站的发电量却可能会下降，因为核电站中冷却水的温度会变得更高，这样它的冷却效率就会降低。
核融合原理: 反應爐控制
在此過程中，物質並沒有守恆，因為有一部分正在聚變的原子核的物質被轉化為光子（能量）。 核聚變是給活躍的或「主序的」恆星提供能量的過程。 核分裂，指較大的原子核分裂成兩個較小的原子核，分裂過程中會釋放出巨大能量，目前世界上核電站均是以核分裂方式產生熱能來發電。
核融合原理: 氫彈
德国决定在2022年前关闭所有核电站，而意大利禁止核电站[13]。 继福岛之后，国际能源机构估计到2035年要减半新增加的核能发电能力[14]。 任何轻原子核理论上都能撞在一块产生能量，但原子序愈高的元素（即质子愈多），原子核间的排斥力就愈大，引燃的条件也就愈苛刻，所以大部份的研究都放在最轻的几种元素上。 最有前途的燃料组合有三种，分别称为 D-T、D-D 和 p-B 反应。 核武器在軍事戰略上的重要性也造成核裂变的技術有高度的政治敏感度。 但核燃料難以取得是大部份國家無法製造原子彈的原因，只有少數的現代工業國家才有核燃料，而且有特別的計劃來製造核燃料（參照濃縮鈾及核燃料循环）。
