两个轻核结合成较重的核叫核聚变，如氘核与氚核聚变成氦核并放出一个中子和 17.6 MeV 能量。原子核都带正电，靠近时库仑斥力形成约 400 keV 的势垒，只有靠到约 10⁻¹⁵ m 内核力才能把它们结合。1.5 亿度时核的平均动能只有约 19 keV，远低于势垒顶；聚变靠的是速率分布中少数高能粒子，再借量子隧穿穿过势垒。温度越高，这样的粒子越多，反应率陡增；密度加倍，反应次数变为 4 倍。太阳靠引力约束，地球上的托卡马克用强磁场约束等离子体。
²₁H + ³₁H → ⁴₂He + ¹₀n + 17.6 MeV
平均动能 Ek = (3/2)kT，1 亿度 ≈ 13 keV
库仑势垒顶 ≈ 400 keV（约 10⁻¹⁵ m 处）
聚变功率 ∝ n²·⟨σv⟩（随温度陡增）
· 易错：上亿度并不是让平均动能“翻过”势垒——平均动能仍差约 20 倍
· 聚变靠速率分布的高能尾部 + 量子隧穿，所以反应率随温度连续而陡峭地上升，不是到某个温度才突然“点燃”
· 拓展：粒子数随能量减少、隧穿概率随能量增大，两者相乘出现一个峰（伽莫夫峰），1.5 亿度时约 37 keV，真正贡献聚变的就是这些核
· 太阳核心约 1500 万度，烧的是质子–质子链（不是氘氚），反应极慢，靠巨大的密度、体积和几十亿年时间
· 选氘和氚：势垒最低、反应率最高；我国 EAST（合肥）2021 年实现 1.6 亿度运行，ITER 设计约 1.5 亿度