“氢弹”和“锂弹”

氘是氢的一个稳定同位素，丰度为0.0156%，可以直接从水里通过分解等常规工业手段提取。氚具放射性，半衰年为12.43年，因此需要人为“现用现造”；一般生产途径是用中子撞击锂的两个主要同位素（锂-6和锂-7）。目前最常见的生产途径是利用核裂变过程产出的中子触发锂的聚变，不过由于氘氚反应本身也会产生中子，随着未来的持续研发，或许可能实现“产业链闭环”。

相较更出名的核裂变，核聚变产生的核废料一般半衰期极短，即很快就消失，且由于需要极高的温度和压力（核裂变一般只需要几千度，在正常气压下亦可持续），反应堆出现任何意外情况，反应会立刻自动终止，基本不存在核泄漏的风险。两者的碳排放理论上均为零，都被认为是“清洁能源的未来”，不过核聚变由于没有核裂变的负面包袱而相对更受青睐。

核裂变的发生原理是因为如若较重的原子核分裂，新生核子质量也会不及原来核子质量。

核结合能，从轻重两端“往上走”释放能量，顶部的铁（Fe）“最稳定”

不过，这些较重的原子只可能在恒星爆炸过程中产生，分布较少，因此燃料有限。此外，虽然核裂变的能量密度极高，常用于一些需要极高能量密度的航天应用，但是其能量密度远不及核聚变：每公斤铀裂变大约产生80万亿焦耳的能量，但是每公斤氘氚聚变大约产生340万亿焦耳的能量。

这也是为什么氢弹比原子弹威力更大；全球目前威力最大的“沙皇炸弹”就是一个典型的氢弹，威力超5000万吨爆炸当量。原子弹的工作原理相对简单，一个触发机制引爆核裂变链式反应。氢弹则需要上述核裂变反应发生，诱发核聚变反应；实际上，大多数当代的氢弹中，只含少量的氢原子，大多数核聚变燃料实际上是锂，通过吸收核裂变反应产生的中子迅速聚变为核聚变燃料。有些人甚至称，“氢弹”实际上应该改名“锂弹”，才能更准确的反应其中储存的核聚变燃料。

氢弹爆炸过程（图源：中国工程物理研究院）

“氢弹”于1952年首次引爆，然而用核聚变产生能量的研究就复杂多了，因为氢弹是通过核裂变带来的威力才能在一瞬间维持核聚变反应；虽然核聚变释放的能量远超核裂变所投入的能量（Q达数十），但这一反应显然是不可控的。

在和平核聚变研究的开始，科学家很快发现无法轻易复制太阳或氢弹中心的条件，因此有些科学家提议，是否可以直接从氢弹提取核聚变能量？美国在1970年代一度研究过“PACER项目”，即在地下盐丘中连续引爆氢弹，通过产生的热能发电。不过，该项目因“巨大的技术难度”、“公众对此的潜在反对”以及“没有价格优势”而在1975年被叫停。

一定程度上，“惯性约束聚变”与氢弹的原理有些相同之处。两者都是利用外来的能源，“脉冲式”瞬间“点火”核聚变反应，希望在核聚变温度条件成熟，而燃料尚未散开的短暂窗口期间，产出超出投入的能量。“惯性约束聚变”由于规模更小，这一窗口也就更为短暂，因此此前一直无法突破Q>1的界限。

此外，许多航天机构还多次研究过核脉冲推进，即通过持续的核反应快速高效加速航天器。英国星际学会曾在1970年代提出“代达罗斯计划”，利用“惯性约束聚变”，将一个无人卫星50年内飞经距离地球6光年的巴纳德星。美国国家航天局也曾在1980年代研究过“Longshot计划（‘孤注一掷计划’）”，也利用“惯性约束聚变”，将一个无人卫星数十年内送抵距离地球4光年的南门二。两个计划目前都没有得到任何政府的重视。

目前核聚变研究基本上都使用技术要求最低的氘氚反应。放眼未来，“简易程度”仅次于氘氚反应的是氘和氦-3（2个质子和一个中子）反应，也有较为广阔的发展前景，可能可以推动人类走向太空。在月球上，中国等国的航天局已经发现了大量氦-3矿，一方面成为多国探月的目标之一，另一方面也可成为进一步探索宇宙的重要燃料。

吴征威认为，虽然我们距离商用的核聚变还有较远的距离，但是NIF能实现增益“确实已经很了不起了”，将推动人类进一步接近解锁核聚变的“无限能源可能”。