1939年，美国物理学家贝特通过实验证实，把一个氘原子核用加速器加速后和一个氚原子核以极高的速度碰撞，两个原子核发生了融合，形成一个新的原子核——氦外加一个自由中子，在这个过程中释放出了17.6兆电子伏的能量，震惊世人，这也是太阳燃烧四十五亿年的原理。

核聚变反应堆的原理很简单，将作为燃料的氘和氚混合气体被加热到等离子态，想要达成第一步必须有一座真空室，外面还必须有一圈束缚磁场，将几十万几百万的温度束缚住，因此才会有超导托卡马克装置的出现。

等到氘和氚的混合气体温度足够高到使得电子能脱离原子核的束缚，原子核能自由运动，这时才可能使得原子核发生直接接触。

然后是第二步，为了克服原子核之间的斥力，原子核需要以极快的速度运行，而最简单的方法就是继续加温，达到上亿度，使得布朗运动达到一个疯狂的水平！

然后就简单了，超高温下，氚的原子核和氘的原子核以极大的速度发生碰撞，产生了新的氦核和新的中子，释放出巨大的能量！

经过一段时间，反应体已经不需要外来能源的加热，核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要氦原子核和中子被及时排除，新的氚和氘的混合气被输入到反应体，核聚变就能持续下去。产生的能量一小部分留在反应体内，维持链式反应，大部分可以输出，作为能源来使用。

这也就是所谓的能量增益因子（q值），当输入的能量与聚变反应产生的能量相等，即能量增益因子等于1时，称为得失相当。实际上，由于创造聚变条件消耗的电能，一般要3倍于它的热能才能生产出来，所以要使能量增益因子等于3时，才能真正地实现得失相当，能量收支平衡。

核聚变比核裂变有很大的优势，一是地球上蕴藏的核聚变燃料远比核裂变丰富得多，二是干净安全，