La fusione nucleare è una reazione nucleare nella quale i nuclei di due o più atomi si uniscono tra loro formando il nucleo di un nuovo elemento chimico.
Perché la fusione sia possibile i nuclei devono essere avvicinati tra loro, impiegando una grande energia per superare la repulsione elettromagnetica. La fusione degli elementi fino ai numeri atomici 26 e 28 (ferro e nichel) è una reazione esotermica, cioè emette energia poiché il nucleo prodotto dalla reazione ha massa minore della somma delle masse dei nuclei reagenti. Per gli atomi con numeri atomici superiori la reazione invece è endotermica, cioè assorbe energia. Alcune reazioni (in primo luogo quelle con una soglia di energia più bassa, come la fusione di deuterio e trizio) determinano il rilascio di uno o più neutroni liberi; questo crea, nella prospettiva dello sfruttamento come fonte di energia, alcuni importanti problemi tecnologici legati alla attivazione neutronica e alla schermatura.
Il processo di fusione di nuclei atomici è il meccanismo alla base delle stelle, rendendo possibile l’emissione di luce e il mantenimento costante delle loro dimensioni impedendone il collasso gravitazionale. La fusione è stata per la prima volta prodotta artificialmente negli anni cinquanta per amplificare la potenza di una bomba atomica: questo tipo di ordigni è stato chiamato bomba H. A partire dagli anni sessanta, sono stati eseguiti molti esperimenti per sfruttare l’energia prodotta dalla fusione, in primis per produrre energia elettrica. I reattori nucleari a fusione sono ancora in corso di progettazione e di costruzione.
Il grosso problema della fusione nucleare, è che i costi di produzione sono purtroppo maggiori all’energia prodotta. Nel 2004 ad esempio, degli scienziati russi, diretti da Krainov, riuscirono a produrre una reazione di fusione nucleare controllata innescata dal confinamento laser, tra protoni (atomi d’idrogeno privi dell’elettrone) e atomi di boro, alla temperatura di 1 miliardo di kelvin, senza emissione di neutroni e particelle radioattive, a esclusione di particelle alfa. Ma l’energia richiesta dal laser supera di molto quella prodotta dalla reazione