除了重原子核铀235、钚239等的裂变能释放核能外，还有另一种核反应，即轻原子核（氘和氚）结合成较重的原子核（氦）时也能放出巨大能量,这种核反应称为聚变反应。主要借助氢同位素。 反应式为： H-2+H-3===He-4+n 或 D+T===He+n 核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射，不产生核废料，当然也不产生温室气体，基本不污染环境。利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量。
即热核反应。在极高温度下，轻元素的原子核产生极大的热运动而互相碰撞，聚变为另外一种原子核的过程。参见“ 聚变 ”。
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