核聚变基础
核聚变是指轻原子核相互融合形成较重原子核的反应。在这个过程中，物质的一部分质量转化为能量，并释放出巨大的热量。太阳和恒星之所以能够持续发光，正是因为其核心发生着核聚变反应。
如果人类能够控制核聚变并将其作为能源使用，燃料氘可以从海水中几乎无限获取，反应产物只会产生氦气，不会排放二氧化碳。而且不会像核裂变发电那样产生长寿命的高水平放射性废物，失控事故的风险在原理上也很低。
然而，在地球上持续引发核聚变反应并非易事。原子核带有正电荷，因此相互之间会产生强烈的排斥力（库仑斥力）。要克服这一障碍使原子核充分接近，需要数千万度到一亿度以上的超高温。在这种高温状态下，物质会形成等离子体，如何约束等离子体并维持高温高密度状态成为核聚变研究的中心课题。
实现核聚变的道路很漫长，研究从1950年代一直持续至今。磁约束方式如托卡马克和仿星器，利用激光的惯性约束方式等，尝试了各种方法。目前以ITER为代表的国际项目正在进行中，正迈向发电实证化迈出重要一步。
本节将介绍理解核聚变能量所需的基础知识。通过以下主题，学习从核聚变原理到研究历史，以及实现所需的条件。