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热核反应，或原子核的聚变反应，是当前很有前程的新能源。参与核反应的轻原子核，如氢（氕）、氘、氚、锂等从热活动获得需求的动能而引发的聚变反应（拜见核聚变）。热核反应是氢弹爆炸的根本，可在刹时产生大量热能，但目前尚没法加以操纵。如能使热核反应在必然束缚地区内，按照人们的企图有节制地产生与停止，便可实现受控热核反应。这恰是目前在停止实验研讨的严峻课题。受控热核反应是聚变反应堆的根本。聚变反应堆一旦胜利，则能够向人类供应最洁净而又是取之不尽的能源。
521h―→42he+32he+11h+210n+2.48x107ev
即每5个21h聚变后放出2.48x107ev能量。
核聚变能操纵的燃料是氘（d）和氚。氘在海水中大量存在。海水中约莫每600个氢原子中就有一个氘原子，海水中氘的总量约40万亿吨。每升海水中所含的氘完整聚变所开释的聚变能相称于300升汽油燃料的能量。按目前天下耗损的能量计算，海水中氘的聚变能可用几百亿年。氚能够由锂制造。锂首要有锂－6和锂－7两种同位素。锂－6接收一个热中子后，能够变成氚并放出能量。锂－7要接收快中子才气变成氚。地球上锂的储量虽比氘少很多，也有两千多亿吨。用它来制造氚，充足用到人类利用氘、氘聚变的年代。是以，核聚变能是一种取之不尽用之不竭的新能源。
美、法等国在20世纪80年代中期建议了耗资46亿欧元的国际热核尝试反应堆（iter）打算，旨在建立天下上第一个受控热核聚变尝试反应堆，为人类运送庞大的洁净能量。这一过程与太阳产生能量的过程近似，是以受控热核聚变尝试装配也被俗称为“人造太阳”。
在能够预感的地球上人类保存的时候内，水的氘，足以满足人类将来几十亿年对能源的需求。从这个意义上说，地球上的聚变燃料，对于满足将来的需求说来，是无穷丰富的，聚变能源的开辟，将“一劳永逸”地处理人类的能源需求。六十多年来科学家们不懈的尽力，已在这方面为人类揭示出夸姣的远景。
即每“烧’掉6个氘核共放出43．24mev能量，相称于每个核子均匀放出3．6mev。它比n＋裂变反应中每个核子均匀放出200／236＝0．85mev高4倍。是以聚变能是比裂变能更加庞大的一种核能。
每克氘聚变时所开释的能量为5.8x108kj，大于每克铀235裂变时所开释的能量（8.2x107kj）。从能源的角度考虑，核聚变有几个方面比核裂变优胜：其一，聚变产品是稳定的氦核，没有放射性净化产生，没有难于措置的废料；其二，聚变质料氘的资本比较丰富，在海水中氘和氢之比为1.5x10－4∶1，地球上海水总量约为1018吨，此中储藏着大量的氘，提炼氘比提炼铀轻易很多。遗憾的是这个聚变反应需求非常高的温度，以降服两个带正电的氘核之间的庞大架空力（从实际计算，要降服这类库仑斥力需求109c的高温）。氢弹的制造道理，就是操纵一个小的原枪弹作为引爆装配，产生刹时高温激发上述聚变反应产生激烈爆炸。氢元素的几种同位素之间能产生多种聚变反应，这类窜改过程存在于宇宙之间，太阳辐射出来的庞大能量就来源于这类核聚变。但我们目前尚没有体例在地球上操纵这类核聚变发电，如何能获得如许高的温度？用甚么质料制造反应器？如何节制聚变过程等各种题目尚无答案。