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La fusione nucleare consiste nell'unione di due nuclei leggeri in un nucleo più pesante. La fusione di due nuclei di idrogeno è la principale reazione che alimenta le stelle e viene sfruttata nella bomba all'idrogeno.
Qualsiasi coppia di nuclei può essere forzata a fondere. Quando questo avviene il nucleo risultante ha troppi neutroni per essere stabile ed i neutroni in eccesso sono espulsi con notevole energia. I nuclei più leggeri, fondendo, producono più energia di quanta non sia servita per innescare la fusione rendendo la reazione esotermica e permettendole di auto-alimentarsi.