Ядерный синтез питает звёзды. Это процесс слияния лёгких атомных ядер с более тяжёлыми, при котором высвобождается энергия. В ядре Солнца ядра водорода сливаются в гелий, и крошечная разница масс преобразуется в энергию согласно уравнению Эйнштейна: E = mc². Эта энергия достигает поверхности Земли за десятки тысяч лет, а затем за восемь минут.

Для термоядерного синтеза необходимы экстремальные условия. Положительно заряженные ядра отталкиваются друг от друга, поэтому они должны двигаться достаточно быстро, чтобы преодолеть это отталкивание. На Солнце гравитация обеспечивает необходимое давление и температуру, около 15 миллионов Кельвинов. На Земле ученые используют магнитное удержание или лазеры для воссоздания этих условий, но задачи, связанные с этим, огромны.

Термоядерный синтез обладает огромным потенциалом в качестве источника энергии. Топлива для него много, отходы распадаются быстрее, чем при делении ядра, и он не выделяет парниковых газов. Проблема в том, что пока никто не построил термоядерный реактор, который производил бы больше энергии, чем потреблял. Национальная установка зажигания (National Ignition Facility) достигла чистого прироста энергии в 2022 году, что является важной вехой, но до коммерческого термоядерного синтеза еще десятилетия.

Тот же процесс, который освещает звезды, однажды может осветить и наши города.