轻原子核聚变反应的研究，可以追溯到30年代对太阳的研究．1938年，物理学家证明，太阳里进行的氢核聚变成氮核的反应，使它还能光芒万丈地燃烧几十亿年．

一、要使轻核发生聚变，遇到的主要困难是什么？
    要使轻核发生聚变，必须使它们核子间的距离接近到10-15米，也就是要接近到核力能够发生作用的范围．由于参加反应的原子核间存在着库仑斥力，要使它们之间接近到如此小的距离，原子核必须具有很大的动能．
    怎样才能使轻核获得足够大的动能来产生聚变呢？有一种方法，就是把它们加热到几百万度的高温，从理论上分析知道，物质达到几百万度以上的高温时，原子的核外电子已经完全和原子脱离，成为等离子体，这时小部分原子核就具有足够的动能，能够克服相互间的库仑斥力，在互相碰撞中接近到可以发生聚变的程度．因此，这种反应又叫热核反应．
    太阳就是利用热核反应释放能量的一个巨大的天体，在太阳和许多恒星内部，温度都高达107℃以上，在那是热核反应激烈地进行着，太阳每秒钟辐射出来的能量约为3.8×1026焦，就是从热核反应中产生的．地球只接受了其中的二十亿分之一，就使地面温暖，产生风云雨露，河川流动，生物生长．
    原子弹爆炸时产生高达几百万度的温度，所以也可以用原子弹来引起热核反应．氢弹就是这样制造出来的．
    原子弹和氢弹，都只能是破坏性的利用核能，这是人们所希望的吗？当然不是，我们应该合理地、和平地开发和利用核能．这就必须将聚变反应的速度加以控制让其能量较缓慢地释放出来．这样就需要有受控热核反应装置．

二、受控热核反应
    一些重核裂变中可释放能量，有些轻核聚变时可释放能量，但并非所有的核裂开就能释放能量，也不是任意的核聚在一起就能释放能量．每个核子平均释放的能量在聚变反应中比在裂变反应中的大．
    例如：在

    的反应中只要有了氘核和适当的装置，使这两个反应能连续的进行，就可以从三个氘核的聚变中释放21.6MeV的能量，平均每个核子释放的能量约为裂变反应的4倍．所以，聚变反应比裂变反应更剧烈．但是聚变反应要求的条件更高，因为要使核发生聚变反应，必须使它们接近到10¹⁵m，这就需要核有很大的动能，必须把他们加热到很高的温度．氘原子核在上亿摄氏度的高温条件下发生聚变而释放出巨大能量．
    由于这种热核反应是人工控制的，因此可用作能源．
    核聚变能源有许多无可比拟的优点：
    1、能量巨大，核聚变比核裂变释放出更多的能量．例如，铀235的裂变反应，将千分之一的物质变成了能量；而氘的聚变反应，将近千分之四的物质变成了能量．
    2、资源丰富，重核裂变使用的主要原料是铀，目前探明的储量仅够使用约1000年；而轻核聚变使用的燃料是海水中的氘，1升海水能提取30毫克氘，在聚变反应中能产生约等于300升汽油的能量，即“1升海水约等于300升汽油”，地球上海水中就有45万亿吨氘，足够人类使用百亿年．
    3、成本低廉，1千克氘的价格只为1千克浓缩铀的1/40．
    4、安全、无污染核聚变不产生放射性污染物，万一发生事故，反应堆会自动冷却而停止反应，不会发生爆炸．
    简言之，受控核聚变的燃料取之不尽、用之不竭，核聚变能源将是21世纪最理想的“长寿”能源．