Utvrđeno je da je i pri procesima stapanja dva jezgra lakih elemenata u jezgra nešto težih elemenata takođe nastaje oslobađanje velike količine nuklearne energije. Ova činjenica je potvrđena procesom spajanja jezgra deuterijuma i tricijuma, koja se odvija na nekontrolisani način u hidrogenskoj bombi. Taj proces spajanja ili kombinovanja dva jezgra manjih atomskih masa u novo jezgro veće atomske mase zove se nuklearna fuzija.
Nuklearna fuzija odgovara obrnutom procesu nuklearne fisije pa otud izlazi da u prirodi, pored dezintegracije materije, postoji i njeno spajanje ili integracija. Oslobađanje energije pri procesu fisije nastaje zbog toga što je energija vezivanja po nukleonu manja kod teških elemenata koji se cepaju, nego kod jezgara nastalih produkata sa srednjim masenim brojem. Isto tako je i energija vezivanja po nukleonu kod najlakših jezgara manja nego kod jezgara sa srednjim masenim brojem. Prema tome je zbir masa jezgra lakih elemenata koji se fuzijom spajaju manji nego masa nastalog jezgra, usled čega se pri procesu fuzije mora osloboditi odgovarajuća količina energije.Na primer, fuzija dva jezgra lakog vodonika. Fuzija bi bila takva da od njih nastane kao novo jezgro deuterijum i da se oslobodi jedan pozitron, odnosno prema relaciji:
H-1 + H-1 ---> H-2 + +e + Q
Možemo govoriti i o fuziji dva deuterijuma. Ispostavilo se da je od mogućih fuzija polovina u obliku:
H2 + H2 ---> He4 + n +Q1
a polovina u obliku:
H2 + H2 ---> H3 + H1 + Q2
Među mogućim fuzijama elemenata možemo da spomenemo kao primer fuziju deuterijuma H2 i tricijuma H3, pri kojoj se dobija jezgro helijuma He4 prema ovoj jednačini:
H2 + H3 ---> He4 + n + Q
H2 + H2 ---> He4 + n +Q1
a polovina u obliku:
H2 + H2 ---> H3 + H1 + Q2
Među mogućim fuzijama elemenata možemo da spomenemo kao primer fuziju deuterijuma H2 i tricijuma H3, pri kojoj se dobija jezgro helijuma He4 prema ovoj jednačini:
H2 + H3 ---> He4 + n + Q
Kad se ima u vidu da pri procesu fisije U235 energetski prinos po jedinici atomske mase iznosi 200/235 = 0,85 MeV/ajm,onda izlazi da je oslobođena energija pri fuziji vodonikovih jezgara u jezgro helijuma četiri puta veća od energije oslobođene pri fisiji U235, pa su prema tome procesi fuzije efikasniji nego procesi fisije. Ovih nekolikoreakcija pokazuju da se mogu dobiti ogromne količine energije i to, u principu, čak i sa mogućnošću kontrolisanja oslobađanja tih količina energije. Zbog toga je sada jedna od najaktuelnijih oblasti savremene fizike tzv. fizika plazme (jonizovanih gasova) , gde termonuklearne reakcije imaju osnovnu ulogu.
Za postizanje nuklearne fuzije neophodno je da čestice dobiju tako veliku brzinu da mogu savladati repulsivne sile među njima, jer su sva ta jezgra pozitivno naelektrisana. Poznato je da su te sile veće kod jezgara sa većim brojem protona, pa otuda i potreba za većim energijama, odnosno brzinama čestica koje ulaze u proces fuzije.
Za sada su poznata dva načina za ostvarenje nuklearne fuzije i to, primenom ubrzanih čestica, tj. čestica visoke energije koje se dobijaju veštački pomoću akceleratora, ili pomoću visoke temperature. Postoje mogućnosti za ostvarenje tzv. termonuklearnih reakcija, tj. procesa fuzije izazvanih visokom temperaturom koje bi mogle poslužiti kao izvori nuklearne energije. Takav izvor neslućene količine energije su termonuklearne reakcije koje se odigravaju u zvezdama, konkretno, sintezom helijuma iz vodonika.
Za postizanje nuklearne fuzije neophodno je da čestice dobiju tako veliku brzinu da mogu savladati repulsivne sile među njima, jer su sva ta jezgra pozitivno naelektrisana. Poznato je da su te sile veće kod jezgara sa većim brojem protona, pa otuda i potreba za većim energijama, odnosno brzinama čestica koje ulaze u proces fuzije.
Za sada su poznata dva načina za ostvarenje nuklearne fuzije i to, primenom ubrzanih čestica, tj. čestica visoke energije koje se dobijaju veštački pomoću akceleratora, ili pomoću visoke temperature. Postoje mogućnosti za ostvarenje tzv. termonuklearnih reakcija, tj. procesa fuzije izazvanih visokom temperaturom koje bi mogle poslužiti kao izvori nuklearne energije. Takav izvor neslućene količine energije su termonuklearne reakcije koje se odigravaju u zvezdama, konkretno, sintezom helijuma iz vodonika.