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與核裂變依靠原子核分裂釋放能量不同，聚變由較輕原子核聚合成較重原子核釋放能量，常見的是由氫的同位素氘與氚聚合成氦釋放能量。與核裂變相比，核聚變能儲量更豐富，幾乎用之不竭，且乾淨安全，不過操作難度巨大。
當星體內部存在巨大壓力，核聚變能在約攝氏1,000萬度的高溫下完成，然而，在壓力小很多的地球，核聚變所需溫度達到攝氏1億度。「國家點火裝置」將寄望通過匯聚大功率激光束實現這一高溫。
能否在核聚變過程中實現「能量收益」是問題的關鍵。之前有實驗實現過核聚變，但未能使核聚變釋放的能量超過實驗所需能量。 ■本報資料室
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