В термоядерных реакторах используются реакции ядерного синтеза, в которых происходит слияние лёгких атомных ядер в более тяжёлые. 5

Некоторые типы таких реакций:

• Протон-протонная цепочка. 1 Две пары протонов образуют два атома дейтерия. 1 Каждый атом дейтерия соединяется с протоном, образуя атом гелия-3. 1 Два атома гелия-3 соединяются, образуя бериллий-6, который нестабилен. 1 Бериллий-6 распадается на два атома гелия-4. 1 В результате этих реакций образуются частицы высокой энергии (протоны, электроны, нейтрино, позитроны) и излучение (свет, гамма-лучи). 1
• Дейтерий-дейтериевые реакции. 1 Два атома дейтерия объединяются, образуя атом гелия-3 и нейтрон. 1
• Реакции дейтерий-тритий. 1 Один атом дейтерия и один атом трития объединяются, образуя атом гелия-4 и нейтрон. 1 Большая часть выделяющейся энергии находится в форме высокоэнергетичных нейтронов. 1

В основных ядерных реакциях используются дейтерий (тяжёлый водород) и тритий (сверхтяжёлый водород). 4 В более отдалённой перспективе — гелий-3 и бор-11. 24