Принцип работы ядерного термоядерного синтеза заключается в следующем: два или более относительно лёгких атомных ядра в результате теплового движения сближаются настолько, что короткодействующее сильное взаимодействие начинает преобладать над силами кулоновского отталкивания между одинаково заряженными ядрами. 3 В результате чего образуются ядра других, более тяжёлых элементов. 3

Например, в термоядерном реакторе работает топливо, состоящее из смеси дейтерия и трития, которое необходимо нагреть до температуры свыше 150 млн °C. 2 При таких колоссальных температурах ядра изотопов водорода сталкиваются и, преодолевая кулоновский барьер, сливаются, образуя ядра атомов гелия. 2 В результате каждого акта такого синтеза выделяется 17,6 МэВ энергии. 2