當前全球核電廠是運用核分裂來產出能量；核融合則是結合兩個較輕的氫原子同位素（氘、氚），來形成較重的氦原子，過程中會釋出大量能量。 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。 「華盛頓郵報」報導，目前核融合領域的專家認為時間倒還次要，最主要癥結在於各國政府與民間財力能否加大資助研發力道，如果條件允許，第一座核融合發電的原型廠有可能在2030年代出現，屆時距離實現商用就為時不遠。 「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。 磁局限融合主要是低壓低溫持續環境，慣性局限融合是高能高壓高溫瞬間環境──持續和瞬間差別其實不大，無非幾百奈秒和幾奈秒的差異。 白宮今年推出新的核融合電力戰略，拜登政府在其氣候與能源議程中，視核融合研究為優先要務。
核聚變反應與太陽和其他恆星釋放能量的原理相同，因此被科學界稱為「小太陽」，也被喻為能源領域的「聖杯」（holy grail）。 截至2017年9月，再建兩座新的反應爐，總裝機容量為2500 MW，另有34座反應爐已永久關閉[2][3]。 美國是世界上最大的商業核電生產國，2013年占全球核能的33％[4]。 美國核融合 為了穩定電漿狀態，CFS 的一大部分研究也集中在改進環磁機，製造出效果更好的磁鐵。 更強的磁鐵，意味著電漿的絕緣性更好、被加熱的效率更高，產生的能量也就越多，最終產生淨能量（net energy）。 核融合提供的電力和熱能，可以滿足各種能源需求，包括：為房屋供電、給電池充電、製造乾淨燃料、驅動化學過程，或其他工業用途。
美國核融合: 美國核融合研究重現突破 第2度實現淨能量增益
這種過程包括藉由當今全球最大的雷射，持續照射一個微小的氫電漿球。 五兆焦耳（MJ）的能源，約雷射能量（二．一兆焦耳）的百分之一二○。 接著將其加熱至攝氏1億度，創造如太陽中心高溫、高壓的環境，以誘發核融合反應、產生更巨大的能量。 華盛頓郵報報導，美國能源部將在十三日宣布，美國政府科學家已首度製造出「淨能量增益」的核融合反應，也就是反應產生的能量大於促發該反應的雷射能量。 這是學界數十年來斥資數十億美元研究核融合的重大里程碑，若能商轉，將提供人類取之不盡、價廉又潔淨的「淨零碳排」電力。
而核融合剛好相反，是讓兩個質量較輕的原子、在足夠強大的外來能量加持下，克服所謂的「庫倫斥力」而互相結合，產生巨大能量的過程。 對此，核研所副所長李海光今(14)日表示，正在觀測美國研究，尚未取得最新確切的實驗數據，但目前來看，150％等數字拉得越高，實現核融合發電的機會越高，而過往科研都是輸入大於輸出，沒有發電效益。 知情人士表示，美國能源部旗下的核融合反應發出大約 2.05 兆焦耳的能量，大約是雷射 2.01 兆焦耳能量的 120%，但也補充說仍在分析資料中。 美國能源部長 Jennifer Granholm 與負責核安全的副部長 Jill Hruby表示，這是一項重大的科學突破。 LLNL此次採取「慣性局限融合」（Inertial confinement fusion）技術，透過192束超高能量雷射光束，加熱裝了氘及氚的燃料球，創造有如太陽中心高溫、高壓的環境，以誘發核融合反應。
美國核融合: 能量
在NIF進行的實驗中，會有一個直徑約為2毫米，由氘（ㄉㄠ）與氚（ㄔㄨㄢ）混合的結晶所製作而成的球殼靶材[3]，提供核融合所需要的燃料，靶材內部亦充滿氘與氚的混合氣體。 在約10奈秒[4]的時間中，研究人員使用NIF雷射提供能量，將靶材快速壓縮到直徑約為0.1毫米。 過程中，靶材透過接近絕熱壓縮的方式最終達到高壓（大於5千億個大氣壓）、高溫（大於攝氏1.5億度）的條件，使的靶材中的氘與氚在極短的時間內（約100皮秒），透過核融合反應來產生能量。 美國能源部於13日宣布目前研究中的核融合技術取得重大突破。 核融合的原理因近似太陽，長久以來被人們視為具備潔淨、用不盡等特質的終極能源。 如同核分裂，核融合操作過程不會產生碳，又比核分裂多出更多優勢，例如沒有核災風險，而且產生的輻射廢料少得多。
不過，核融合反應要成為足以商業運轉的發電方式，仍有相當的瓶頸等待突破。 金融時報引述的科學家指出，目前所謂的「正的淨能量」只有計算雷射輸出的部分，如果將整個電力系統供應雷射的能量也算進去，還差得很遠。 位於加州的勞倫斯利佛摩國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL）的科學家最近在一次核融合反應中，首度達成「能量淨增益」（輸出能量大於輸入能量），約達150％，但實驗詳細數據與細節未完全公開。 美國核融合實驗昨(13)日發布重大突破，產出的能量遠高於引發反應所使用能量，約達150％（1.5倍），是項重大的里程碑，將有助發展潔淨能源。
美國核融合: 美核融合實驗再突破 能量轉化輸出達1.71倍
其中的兩個從未運作過; 除中子射線照相設施外，所有其他反應爐在2000年前都已經被關閉。 CFS 與美國麻省理工學院（MIT）正在攜手進行一個名為 SPARC 的項目，希望在 年以前成為第一個達到「淨能量增加」（net energy gain）的核融合反應爐 ，使產生的能量多於消耗的能量，熱能將水變為蒸汽，即可推動汽輪發電機組發電。 國科會表示，台灣已規劃投入核融合關鍵技術研究，預計部署不同團隊進行高功率雷射電漿、磁約束高溫電漿實驗及理論研究，並深化國際合作以強化研究量能。 《CNN》報導，數十年來人們不斷嘗試透過核融合方式取得用之不竭的乾淨能源，1951年人造核融合首次成功，終於在70年後，藉由核融合反應達到「能量淨增益」（net energy gain）。 核融合之所以受到關注，是因為核分裂所需的燃料，必須濃縮提煉鈾元素和鈽元素，而核融合的燃料則是氫的同位素，可從自然界中取之不盡、用之不竭。 此外，核分裂的廢料半衰期動輒幾萬年，儲存問題經常引發爭議，而核融合產生的氦半衰期至多數百年，同時放射線汙染風險低很多。
2022年12月首度成功釋放能量達315萬焦耳，高於雷射輸出能量的205萬焦耳。 2023年7月再度取得突破，釋放能量達350萬焦耳，是雷射輸出能量的1.71倍。 成大太空與電漿科學研究所副教授張博宇，日前接受台灣科技媒體中心（SMCTW）訪問。 他分析，這次技術突破最大意義在於，人類首次透過可控制的反應過程，達到輸出能量大於輸入能量（能量淨增益），這是實現核融合發電的第一步。 該消息最早由英國金融時報引述三名知情人士報導，美國加州勞倫斯利佛摩國家實驗室（LLNL）運用一種稱為慣性局限融合的過程，過去兩周在一次核融合實驗中達到淨能量增益。
美國核融合: 美國能源部
CFS 美國核融合 表示，其商業模式主要會來自於為客戶設計、建造核融合電廠，據該公司所稱，預計將在十年內開始為公司帶來收入。 目前的融資金額將使該公司的 runway 持續到 2021 年，因此目前正在尋求更多資金。 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透過宇宙採礦獲取。
據美國核融合協會 Fusion Industry Association 的執行董事所述， 核融合的產生電力將直接適應現有的電網，因此電網無需進行重大升級 。 理想情況下，核融合能源一旦規模化，其成本最終將可與當前的電力成本相媲美。 CFS 執行長 Bob Mumgaard 有信心的表示，核融合發電的作法，一旦證明其技術的可行性、可規模化之後，會成為在全球能源市場中有立足之地的競爭者，進而幫助全球對抗氣候危機。
美國核融合: 全球與區域
美國核融合新創 Helion Energy 最近完成 5 億美元 E 輪融資，這筆資金將會用於建置第七代反應爐北極星（Polaris）原型，有望成為第一個展示淨發電的核融合設備，預計可以在 2024 年實現。 對此，台灣拒菸聯盟及國內醫學專家發出憂心的呼籲，期望台灣政府重新審視加熱菸的管理和防治政策。 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。 白宮表示，目前全球30多家民間核融合企業有2/3在美國，大部分都成立於過去10年間，「藉由與這些民企的合作，我們有機會讓他們留在美國發展，進而鞏固美國在核融合技術的領先地位」。 儘管這次產出的能量僅維持極短時間（只有100兆分之1秒），但科學家已更接近點燃核融合。
2005年，部份科學家相信已經成功做出小型的核融合[5]，並且得到初步驗證[6]。 但由於原子核帶正電，彼此間會互相排斥，所以很難使其彼此互相接近。 若要克服其相斥的力量，就必須適當地控制電漿的溫度、密度和封閉時間﹝維持時間﹞，此三項條件缺一不可。 由於提高物質的溫度可以使原子核劇烈轉動，因此溫度升高，密度變大，封閉的時間越長，彼此接近的機會越大。 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。
美國核融合: 研究歷史
承擔本次實驗的「國家點火裝置」（NIF）和光粒子科學部門，正是整個LLNL最重要和歷史最悠久的部門，沒有之一。 「你們會發現，當點燃小燃料倉，發生一件很小又很大的事……但相關實驗數據卻不『小』，我們所有團隊、所有熟悉業務和數據的成員都需要來檢查和驗證。」Budil博士表示，不僅內部人員參與，得到令人驚訝的結果之後，還必須找外部專家團隊獨立驗證。 科學家將燃料球裝在環空器內並加壓，從環空器兩端孔洞射入雷射，腔壁特殊塗層加熱到約300萬°C，輻射出強烈的X射線。 更重要的是，這次實驗首次證明慣性局限融合為核融合兩大主流方案（另一個是磁局限融合，即托卡馬克裝置）之一的根本科學基礎。 [1]「國家點火設施」（National Ignition Facility, NIF）是「一座」雷射的名字。 這座雷射總共有192道雷射光束，雷射本身有三個足球場大，擁有的能量很高，規模非常大。
國家點火設施耗資 35 億美元，最初是透過模擬爆炸來測試核武，但最終還是用來推進核融合研究，去年該設備的核融合反應發出 1.37 兆焦耳時能量，是最接近淨能量增益實驗室，這大約是當時雷射能量的 70%。 （中央社華盛頓13日綜合外電報導）美國能源部今天宣布，美國科學家已經在核融合研究方面取得締造歷史的「重大科學突破」，首度在核融合反應達成產出的能量遠高於引發反應所使用能量，將有助發展潔淨能源。 研究員使用2.05百萬焦耳（MJ）的原料，成功釋放出3.15百萬焦耳的能量，淨能量增益達到150%。 在此之前最高的淨能量增益，是2021年美國國家點火設施（NIF）創下的約70%，該裝置也是本次進行核融合反應採用的設備。
美國核融合: 「雷射，雷射，全都是雷射」
但其中一個挑戰是迫使元素在一起聚變需要非常高的溫度和壓力。 此前，沒有任何實驗能夠產生比使其工作所需的能量更多的能量。 知情人士說，這次實驗能源產出雖多於預期，卻造成部分判讀設備受損，使分析工作變複雜。 英國倫敦帝國學院學者特瑞爾指出，「如果獲證實，我們正見證歷史性時刻」。
- 環空器（hohlhraum）是圓筒形器皿，頭尾兩端開孔，內壁塗有黃金等特殊塗層。
- 為了融合點火，科學家使用總計192束高能量雷射光束，射向裝有氘─氚燃料球的環空器。
- 如果效率超過某閾值，就會出現極特殊情況：產生能量超過輸入能量，也即達到大於1的能量增益（正能量增益）。
- 不過到了今天，這實驗室已發展出多元化研究方向，包括軍武和複雜融合、網路安全、物理、生物安全、反恐、超級運算等。
擔任跨黨派核融合能源黨團會議主席的民主黨眾議員貝耶說，核融合具有使世界上更多人脫貧的潛力。 過去幾十年來，為試圖掌控這項技術，美國、俄羅斯及多個歐洲國家政府已撥款數十億美元。 《1954年的原子能法案（英語：Atomic Energy Act of 1954）》鼓勵私營公司建造核反應爐，這是一個重要的學習階段，隨之而來的是實驗堆和研究設施的許多早期的部分堆芯熔毀和事故[7] 。 這導致了1957年的「普利斯-安德森核工業賠償法案」的出台，這是「......暗示承認核電提供的風險，生產者不願在沒有聯邦支持的情況下承擔風險」[7]。
美國核融合: 加熱菸
環空器（hohlhraum）是圓筒形器皿，頭尾兩端開孔，內壁塗有黃金等特殊塗層。 美國核融合 12月5日美國科學家完成歷史首次達科學能量平衡的可控核融合實驗。 雷射能量高達2.05兆焦耳，核融合產生約3.15兆焦耳能量。 這代表人類可控核融合實驗首次超出融合閾值，達成大於1的能量增益（表示核融合產生能量比驅動雷射能量更多）。 知情人士則表示，能量輸出高於預期，但這也讓一些檢測設備受損，讓分析變得複雜。
〔中央社〕美國能源部將於13日宣布目前研究中的核融合技術取得重大突破。 實驗總計用約300兆焦耳電能，聚焦高能量雷射光束輸出達2.05兆焦耳，透過科學觀測的實驗結果顯示，瞬間融合產生的能量達3.15兆焦耳。 美國核融合2023 產生能量除以雷射輸出能量，結果大於1，這種情況科學上稱為「科學能源盈虧平衡」 （scientific energy breakeven）。 科學家自一九五○年代起就開始研究核融合，不過，即使在實驗室獲得突破，核融合至少還要十年甚至數十年後才可能投入商用。 但前述最新技術發展，料將被拜登政府宣傳為美國政府這些年來對此砸大錢的一個成就。
美國核融合: 美國核能
在今年推出新的白宮聚變能源戰略時，兩黨核融合核心小組主席國會議員 Don Beyer 將該技術描述為乾淨能源的聖杯。 WHO公布了最新的加熱菸健康衝擊證據報告，反菸團體以及各方專家，強烈呼籲政府應該採取嚴謹、公開、透明的三大原則，對新興菸品進行更為周全的監管，以確保國民健康不受威脅。 中央通訊社是中華民國的國家通訊社，是台灣最具影響力的新聞媒體。 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。
中國核融合實驗的「人造太陽」項目今年也有所進展，據「環球時報」10月的報導，中核集團核工業西南物理研究院科研團隊在10月19日成功讓HL-2M等離子體電流突破100萬安培（1兆安），距離核融合點火更進一步。 各國現有的核電廠均是透過核分裂產生能量，全球約10%電力來自核電，雖幾無碳排，但所生廢棄物的放射性恐千年都不會消失。 核融合因可望成為比化石燃料或現有核能所使用核分裂技術更潔淨、取之不盡的能源，早引起全球投資者和數十家公司的極大興趣。 美國科學家把192束高能量雷射光束，導引至含氫同位素氘和氚的氫燃料球，壓縮氫燃料密度至鉛的100倍，並加熱至攝氏1億度高溫，藉此引發熱核融合。 對於家住南灣／東灣的人來說，對Livermore的印象可能就是奧特萊斯。 其實美國最重要的大型公立研究實驗室──勞倫斯利佛摩國家實驗室也坐落這裡。
美國核融合: 核聚變研究取得突破 美國實驗室首次實現淨能量增益
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。 倫敦帝國學院（Imperial College London）物理學家傑頓登（Jeremy Chittenden）表示，這是「令人極度興奮、真正的突破時刻」、「證明追求已久的目標、核融合的『聖杯』確實可能實現」。 至於安全性問題，核融合並不像核分裂能自主產生連鎖反應，而是需要持續添加燃料維持運行，一旦系統發生問題，也會自動停止運作，因此不容易發生爐心熔毀、甚至輻射外洩的狀況。 占地面積相當於一座美式橄欖球體育場，共有192套獨立／合作雷射光束設施──所以這次實驗可說是「火力全開」。
已知的核融合反應，首先是太陽產生熱能的方式，其次則是威力強大的氫彈，但這些屬於不受控制的核反應，瞬間釋放巨大能量。 自 1950 年代開始，全球的物理學家一直都想要在地球上打造出「人造太陽」，利用近乎無窮盡的乾淨能源來供電，但至今還沒有任人一個團隊實現發電量超過耗能，這里程碑也被稱為淨能量增益（net energy gain）或是目標增益。 美國核融合發展有望獲得突破，金融時報引述知情人士，美國科學家在追求零碳能源方面，已獲得佳績，首次在核融合反應中實現淨能量增益，核融合反應發出約 2.05 兆焦耳（Megajoules）的能量。
