Afusión nuclear é unproceso físico durante o que se xuntan dous ou máisátomos e forman outro átomo de maior número atómico. A fusión nuclear só acontece a temperaturas de varios millóns degraos e vai seguida dunha enorme liberación de enerxía.
O principal tipo de fusión que ocorre no interior dasestrelas é o dehidróxeno enhelio, onde catroátomos de hidróxeno se xuntan para formar un átomo de helio. Mais como amasa dun átomo deHe é lixeiramente menor que a dos catro átomos deH, esa diferenza é compensada liberándoseenerxía, de acordo coa famosa ecuaciónE=mc² deEinstein.
A reacción de fusión nasestrelas iníciase coa combinación de catronúcleos de hidróxeno-1 (protóns) para crear dous de hidróxeno-2. Como resultado, son liberados douspositróns (electróns positivos) e dousneutrinos. Estes dous núcleos xúntanse con outros dous núcleos de hidróxeno-1, creando así dous núcleos de helio-3 liberando, simultaneamente,radiación gamma. Os dous núcleos de helio así formados son inestábeis neste estado e, subsecuentemente, sofren outra reacción nuclear de fusión que resulta nun núcleo de helio-4 e dous de hidróxeno-1.
Vale resaltar que haiconservación de enerxía e, polo tanto, pódese calcular a masa dos catroprotóns e o núcleo de helio, e subtraer a suma das masas das partículas iniciais da masa do produto desta reacción nuclear para calcular a masa/enerxía emitida.
Utilizando a ecuaciónE=mc², pódese calcular a enerxía liberada, derivada da diferenza de masa. Unha vez que o valor do "c" é moi grande (3 · 1010 cm/s), mesmo unha masa moi pequena corresponde a unha enorme cantidade de enerxía. Este feito levou moitos enxeñeiros e científicos a iniciar proxectos para o desenvolvemento dereactores de fusión para xerarelectricidade. (Por exemplo, a fusión duns poucos cm3 dedeuterio, un isótopo de hidróxeno, produciría unha enerxía equivalente á producida pola queima de 20 toneladas decarbón).
