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热核反应，或原子核的聚变反应，是当前很有前途的新能源。参与核反应的轻原子核，如氢（氕）、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应（参见核聚变）。热核反应是氢弹爆炸的基础，可在瞬间产生大量热能，但目前尚无法加以利用。如能使热核反应在一定约束区域内，根据人们的意图有控制地产生与进行，即可实现受控热核反应。这正是目前在进行试验研究的重大课题。受控热核反应是聚变反应堆的基础。聚变反应堆一旦成功，则可能向人类提供最清洁而又是取之不尽的能源。
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,能够克服相互间的为库仑斥力,在相互碰撞中接近到可以发生聚变的程度,这种反应叫做热核反应。
在高温下使轻元素的原子核发生可控制的聚变反应而形成重元素原子核的过程。热核反应过程中放出大量核能，这是太阳、恒星和氢弹的能量来源。受控热核反应在可控制的条件下进行，反应过程不象氢弹那样猛烈，释放出来的能量可以转换为电能。海水中含有大量的氘（氢的同位素），可作为热核反应的燃料，如果受控热核反应一旦实现，将使人类获得一种几乎取之不尽的能源。
