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核聚變反應是這個宇宙最常見的釋放能量的方式，太陽和所有的恆星都是用這種方式釋放著光和熱。人類也用這種方式製造出威力巨大的氫彈。
核聚變反應威力是巨大的，在太陽核心中進行的核聚變反應，每秒中能釋放出相當於9.2×10∧16噸TNT炸藥釋放的能量，相當於18.4億顆人類製造的威力最大的氫彈“沙皇”同時爆炸。
如何讓核聚變反應成為人類可以控制可靠能源，一直是科學家們想做到的。核聚變反應需要極高的溫度和壓力才能達成。氫彈就是利用一顆小型原子彈的爆炸產生的高溫、高壓使得氘和氚發生核聚變反應的。
圖：氫彈結構示意圖
然而，氘和氚的核聚變反應需求的條件是最低的，所以，人類目前在做的第一代核聚變反應堆使用的核聚變材料是氘和氚。氘在海水中的含量比較豐富，足夠人類按目前的能源需求量使用上百億年。氚的半衰期比較短，只有12.43年，也就是說，每過12.43年它就會有一半衰變成氦3，所以自然界中儲量極其稀少。但可以通過中子轟擊鋰人工合成。目前合成的成本很高，每克高達數萬美元，主要用於軍事目的。
氦3也是一種核聚變材料，它進行核聚變反應不會產生危險的自由中子，不會產生核輻射。使用它作為核聚變材料的反應堆可以不用厚重的防護層，可以實現小型化。但是它發生核聚變反應的條件比氘-氚核聚變高，是目前還不能做到的。即便是氘-氚核聚變都還沒有實現。
氦3在地球上的儲存量極其稀少，但在月球上儲量估計達到了上百萬噸。這也是人類探索月球、建立月球基地的動力之一。
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