Термоядерный синтез — это процесс, в ходе которого два лёгких атомных ядра объединяются в одно более тяжёлое ядро с высвобождением огромного количества энергии. 19

В природе термоядерные реакции синтеза происходят в недрах звёзд, например внутри Солнца. 510 На стадии зарождения звезды из газового водородного облака силы всемирного тяготения сжимают водород до такой степени, что в центре образовавшейся звезды температура возрастает до десятков миллионов градусов. 5 В результате внутри звезды начинают протекать термоядерные реакции, и она в течение миллиардов лет светит, излучая энергию. 5

В промышленности для управляемого термоядерного синтеза используют специальные установки, где топливо разогревается до огромных температур и превращается в плазму. 3 Если энергия теплового движения частиц этой плазмы (её температура) окажется достаточно велика, частицы смогут соударяться с силой, достаточной для преодоления кулоновского барьера и осуществления реакции синтеза. 3

В качестве топлива обычно используют смесь изотопов водорода — дейтерия и трития. 39 Их ядра легче всего преодолевают силы отталкивания, и, соответственно, реакцию синтеза провести проще, чем с более тяжёлыми ядрами. 4

Для удержания плазмы используют, например, токамаки — вакуумные установки в форме бублика, в которых плазма разогревается пропускаемым через неё током, а удерживается магнитными полями от внешних катушек. 310