الاندماج النووي هو تفاعل تندمج فيه نواتان صغيرتان أو أكثر لتشكيل نوى أكبر وأثقل مع إطلاق جزيئات وكميات كبيرة من الطاقة. في تفاعلات الاندماج النووي ، تصطدم النواتان المتفاعلتان ، حيث أن كلاهما مشحون إيجابياً ، وهناك قوة تنافر شديدة بينهما ، والتي لن يتم التغلب عليها إلا إذا كانت للنواة التفاعلية طاقات حركية عالية جدًا (قريبة من 100 مليون درجة مئوية). مع زيادة الطاقة الحركية المطلوبة مع زيادة الشحنة النووية (النواة الذرية) ، تكون التفاعلات بين النوى ذات العدد الذري المنخفض أسهل في الإنتاج.
تأتي الطاقة المنتجة في الشمس ، وكذلك في النجوم الأخرى ، من اندماج نوى الهيدروجين التي تشكل نوى الهيليوم وإشعاع جاما ، وهما تعبير عن الطاقة التي يتم إطلاقها في هذه العملية. عدد النوى التي تتفاعل في كل ثانية هائل ، وبالتالي الطاقة المنبعثة ، ومن هنا السطوع والطاقة التي لا يمكن كبتها والتي كانت تحمينا دائمًا. الاندماج النووي هو الآلية التي تشرح أيضًا أصل جميع العناصر المختلفة في الكون ، ومن المفترض أنه مباشرة بعد الانفجار (الانفجار الكبير) ، تشكل الهيدروجين ، وعندما انضمت نوى صغيرة ، تشكلت نوى ثقيلة التي أدت إلى تنوع كبير في المواد التي نعرفها الآن.
كانت الظروف القاسية للضغط ودرجة الحرارة المرتفعة جدًا لإنتاج تفاعلات الاندماج النووي (التفاعلات النووية الحرارية) هي العقبة التي واجهتها المختبرات في جميع أنحاء العالم. في درجات الحرارة المرتفعة ، يتم تجريد جميع الذرات أو معظمها من إلكتروناتها. هذه الحالة من المادة عبارة عن خليط غازي من الأيونات الموجبة والإلكترونات المعروفة بالبلازما. إن احتواء هذه البلازما مهمة شاقة.
حتى الآن ، وجد الاندماج النووي تطبيقًا فقط في الوظائف العسكرية: القنبلة الهيدروجينية أو القنبلة النووية الحرارية. يستخدم ذرات الهيدروجين أو نظائرها الثقيلة والديوتيريوم والتريتيوم. لكي يحدث اندماج هذه الذرات ، من الضروري الوصول إلى درجة حرارة من هذا الحجم بحيث لا يمكن تحقيقها إلا باستخدام قنبلة انشطارية صغيرة من اليورانيوم أو البلوتونيوم كمفجر.
وتجدر الإشارة إلى أن اندماج نوى الهيدروجين ينتج حوالي 4 أضعاف طاقة انشطار اليورانيوم. ومن ثم ، عندما يتم التحكم في طاقة الاندماج النووي (يقول البعض في منتصف هذا القرن) ، فإن المفاعلات النووية التي تستخدمها سوف تنسى المفاعلات الحالية التي تعتمد على عمليات الانشطار النووي. إذا أصبحت طاقة الاندماج عمليا ، فإنها ستوفر المزايا التالية: 1) الوقود رخيص الثمن ولا ينضب تقريبا ، الديوتيريوم من المحيطات ؛ 2) استحالة وقوع حادث في المفاعل ، إذا توقفت آلة الاندماج عن العمل ، فإنها ستغلق بشكل كامل وفوري دون خطر الانصهار ، و 3) إنه مصدر نظيف للطاقة ، حيث أن العملية تولد القليل من النفايات المشعة ويسهل التعامل معها.
