Branduolių sintezė - tai reakcija, kurios metu du ar daugiau mažų atomų branduolių susilieja, sudarydami didesnius ir sunkesnius branduolius, išleidžiant daleles ir didelius energijos kiekius. Branduolio sintezės reakcijose susiduria du reaktyvūs branduoliai, nes abu yra teigiamai įkrauti, tarp jų yra intensyvi atstumianti jėga, kuri bus įveikta tik tuo atveju, jei reaktyvieji branduoliai turi labai didelę kinetinę energiją (arti 100 milijonų laipsnių Celsijaus). Kai reikalinga kinetinė energija didėja kartu su branduolio įkrova (atomo branduolys), lengviausia sukelti reakcijas tarp mažo atominio skaičiaus branduolių.
Saulėje, kaip ir kitose žvaigždėse, gaminama energija gaunama susiliejus vandenilio branduoliams, kurie sudaro helio branduolius, ir gama spinduliuotei, kuri yra šio proceso metu išsiskiriančios energijos išraiška. Kiekvieną sekundę reaguojančių branduolių skaičius yra didžiulis, taigi ir išsiskirianti energija, taigi ir nepataisomas ryškumas ir energija, kuria ji mus visada priglaudė. Branduolio sintezė yra mechanizmas, kuris taip pat paaiškina visų skirtingų Visatos elementų kilmę, laikoma, kad iškart po sprogimo (Didžiojo sprogimo) susidarė vandenilis, o sujungus mažus branduolius, susidarė sunkūs branduoliai. tai sukėlė didžiulę dabar žinomą medžiagų įvairovę.
Ekstremalios slėgio sąlygos ir labai aukšta temperatūra branduolių sintezės reakcijoms (termobranduolinėms reakcijoms) atsirasti buvo kliūtis, su kuria susidūrė viso pasaulio laboratorijos. Esant aukštai temperatūrai, visiems ar daugumai atomų būtų atimti elektronai. Ši materijos būsena yra dujinis teigiamų jonų ir elektronų mišinys, žinomas kaip plazma. Šios plazmos turėjimas yra didžiulė užduotis.
Iki šiol branduolių sintezė buvo naudojama tik karinėse funkcijose: vandenilio bomba arba termobranduolinė bomba; jis naudoja vandenilio atomus arba jų sunkiuosius izotopus, deuterį ir tritį. Kad įvyktų šių atomų sintezė, būtina pasiekti tokio laipsnio temperatūrą, kad ją būtų galima pasiekti tik naudojant mažą urano ar plutonio dalijimosi bombą kaip detonatorių.
Reikėtų pažymėti, kad susiliejus vandenilio branduoliams, gaunama apie 4 kartus daugiau energijos nei dalijantis uranui. Taigi, kai bus kontroliuojama branduolių sintezės energija (kai kurie sako, kad šio amžiaus viduryje), ją naudojantys branduoliniai reaktoriai užmirš dabartinius, paremtus branduolio dalijimosi procesais. Jei sintezės energija taps praktiška, ji turėtų šiuos privalumus: 1) kuras yra pigus ir beveik neišsenkantis, deuteris iš vandenynų; 2) neįmanoma įvykti avarijai reaktoriuje, jei sintezės mašina nustos veikti, ji visiškai ir nedelsiant išsijungs, be pavojaus ištirpti, ir 3) Tai yra švarus energijos šaltinis, nes procesas sukuria mažai radioaktyviųjų atliekų ir yra lengviau tvarkomas.
