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质子-质子链：这一序列是太阳等恒星使用的主要聚变反应方案。两对质子形成两个氘原子。每个氘原子与一个质子结合形成一个氦-3原子。两个氦-3原子结合形成不稳定的铍-6。铍-6衰变为两个氦-4原子。这些反应产生高能粒子(质子、电子、中微子、正电子)和辐射(光、伽马射线)。
氘-氘反应：两个氘原子结合形成一个氦-3原子和一个中子。
氘-氚反应：一个氘原子和一个氚原子结合形成一个氦-4原子和一个中子。释放的能量大部分是高能中子的形式。
聚变需要大约1亿开尔文的温度(大约是太阳核心温度的6倍)。
在这种温度下，氢是等离子体，而不是气体。等离子体是一种高能量的物质，所有的电子都从原子中剥离出来，自由地运动。
太阳利用它的质量和引力把氢原子挤在一起。
我们必须使用强磁场、强激光或离子束把氢原子挤压在一起。
磁约束利用磁场和电场加热和挤压氢等离子体。法国的ITER项目正在使用这种方法。
惯性约束利用激光束或离子束来挤压和加热氢等离子体。
这种形状的反应堆叫做托卡马克。ITER托卡马克反应堆将是一个自给自足的反应堆，它的各个部件都在不同的盒子里。这些磁带可以很容易地插入和移除，而不需要拆除整个反应堆进行维护。托卡马克将具有等离子环面，其内半径为2米，外半径为6.2米。
惯性约束
位于劳伦斯利弗莫尔实验室的国家点火装置(NIF)正在使用激光诱导聚变。在NIF装置中，192束激光将聚焦在直径10米的靶腔内的一个点上。
在靶室内的焦点处，将会有一个豌豆大小的氘-氚小球，包裹在一个小的塑料圆筒里。来自激光的能量(180万焦耳)将加热圆柱体并产生X射线。热量和辐射会将小球转化为等离子体，并将其压缩，直到发生聚变。聚变反应将是短暂的，大约百万分之一秒，但产生的能量将是引发聚变反应所需能量的50到100倍。这种类型的反应堆将有多个目标，这些目标将被连续点燃以产生持续的热量。科学家估计，每一个目标的制造成本仅为0.25美元，这使得核聚变发电厂具有成本效益。
和磁约束聚变反应堆一样，来自惯性约束聚变的热量将被传递到热交换器中，产生蒸汽来发电。
核聚变的应用与优点
核聚变的主要应用是发电。核聚变可以为后代提供一种安全、清洁的能源，与目前的裂变反应堆相比有以下几个优势。
充足的燃料供应：氘可以很容易地从海水中提取，多余的氚可以在核聚变反应堆中从锂中提取出来，而锂在地壳中很容易获得。用于裂变的铀是稀有的，它必须被开采，然后被浓缩用于反应堆。
安全：与裂变反应堆相比，用于核聚变的燃料量很小。这样，不受控制的能量释放就不会发生。大多数聚变反应堆产生的辐射比我们日常生活中使用的自然背景辐射要少。
清洁：核能不发生燃烧，因此没有空气污染。
核废料减少：核聚变反应堆不会像核裂变反应堆那样产生高水平的核废料，所以核废料的处理也不是什么大问题。此外，这些废料不会像裂变反应堆那样属于武器级核材料。
