概述
核聚变的原理是：在标准的地面温度下，物质的原子核彼此靠近的程度只能达到原子的电子壳层所允许的程度。因此，原子相互作用中只是电子壳层相互影响。带有同性正电荷的原子核间的斥力阻止它们彼此接近，结果原子核没能发生碰撞而不发生核反应。要使参加聚变反应的原子核必须具有足够的动能，才能克服这一斥力而彼此靠近。提高反应物质的温度，就可增大原子核动能。因此，聚变反应对温度极其敏感，在常温下其反应速度极小，只有在1400万到1亿摄氏度的绝对温度条件下，反应速度才能达到足以实现自持聚变反应。所以这种将物质加热至特高温所发生的聚变反应叫作热核反应，由此做成的聚变武器也叫热核武器。要得到如此高温高压，只能由裂变反应提供。但目前，科学家也已研究出了其他一些方法，比如：用多束激光照在同一个点上，就可以产生出超高温等等。利用聚变反应的另一大问题就是，没有可以用来盛放聚变反应的物质，地球上的物质都会在高温下熔化。但是由于聚变反应的辐射污染，比裂变要小得多，所以科学家还在不断探索当中。
技术原理
a) 聚变核燃料的开采
①海水中的核燃料：海水中氘的含量为十万分之三，即1升海水中含有0.03克氘。这0.03克氘聚变时释放出采的-能量等于300升汽油燃烧的能量，因此，人们用1升海水＝300升汽油这样的等式来形容海洋中核聚变燃料储藏的丰富。人们已经知道，海水的总体积为13．7亿立方公里，所以海水中总共含有几亿亿公斤的氘。这些氘的聚变能量，足以保证人类上百亿年的能源消费。而且，氘的提取方法简便，成本较低，核聚变堆的运行也是十分安全的。因此，以海水中的氘、氚的核聚变能解决人类未来的能源需要'将展示出最好的前景。
②月球上聚变核燃料的开采：早在20世纪60年代末和70年代初，美国阿波罗飞船登月时，6次带回368.194千克的月球岩石和尘埃。科学家将月球尘埃加热到3000华氏度时，发现有氦等物质。经进一步分析鉴定，月球上存在大量的氦-3。科学家在进行了大量研究后认为，采用氦-3的聚变来发电，会更加安全。
有关专家认为，氦-3在地球上特别少，但是月球上很多，光是氦-3就可以为地球开发1万-5万年用的核电。地球上的氦-3总量仅有10-15吨，可谓奇缺。但是，科学家在分析了从月球上带回来的月壤样品后估算，在上亿年的时间里，月球保存着大约5亿吨氦-3，如果供人类作为替代能源使用，足以使用上千年。
日本通产省将着手实施一项“月球资源开发计划”，该计划是采集月球上大量存在的核聚变燃料氦三并运回地球。根据这项计划，在1995年度设立官方和民间组织参加的研究机构，21世纪初正式在月面开始资源探查。为了准备设立研究机构，日本首先成立“月球资源研究会”。氦三是几乎不产生放射性的理想核聚变燃料。它存在于从太阳脱离出来的高能粒子流（太阳风）中。在没有大气的月面，太阳风没有直接降落下来，所以月面的沙子和岩石中含丰富的氦三。如果达到实用，今后几个世纪地球资源问题可能得到解决。
b) 聚变核燃料的提炼
（1）基于海水“氘氚”离子的雷电利用：在大海里放几千平方米的类似海绵体的方格，厚度几米至几十米，这样连载一起就有多少亿个相互绝缘的小方盒。每个小方盒具有如细胞的功能下部能吸收海水，上部对海水浸润；方格中充入适量的海水，有水而不满盒，剩有一定的小空间。在每个方格中都有两个电极，而这些方格中的电源都联起来。每个小格都有两个通道，通孔下与海水相连，当有高能电流通过时，海水被分离成氢、氧原子等高能量物质。高能的混合气体在高压下从盒上部进入单向管道。再进入集聚盒或直接进入高能物质管道汇集起来输到发电厂贮存发电。
（2）以含氚轻水(重水)为原料提取纯氚的生产方法：以含氚轻水(重水)为原料提取纯氚的生产方法，其特征在于包括下列工艺步骤：
A、第一阶段-氢-水(液)交换阶段采用两段六级级联式对氢气与含氚轻水进行液相催化交换反应，每一段设置三级交换反应器，交换反应器中的催化剂采用疏水催化剂，含氚轻水(重水)被加压的氢(氘)气雾化成微小雾滴顺流自上而下通过催化床，在催化床中进行氢-水(液)交换反应，氚从液相转移到气相中，该流程是在40℃～50℃温度和0.1MPa～0.25Mpa压力条件下进行，每一段和每一级反应结束通过冷却进行气液分离，分离的气体送入低温蒸馏阶段，液体加热进入下一级和下一段；
B、第二阶段-低温蒸馏阶段 (1)低温吸附对含氚氢(氘)气进行低温冷冻干燥处理，除去O2、N2等杂质后，再进行氢(氘)正(O)态-仲(P)态转化(即OP转化)，然后继续降温，温度降到-247℃～-249℃时，将含氚气液混合物送入低温蒸馏段；
(2)液氢(氘)低温蒸馏对含氚气液混合物进行初蒸馏，初精馏塔入口温度为-247℃～-249℃，塔顶下部温度为-249℃～-251℃，塔底温度为-243℃～-245℃，压力为 0.35MPa～0.50MPa，初蒸馏将氢(氘)化氚由0.5PPmHT(DT)富集到0.02％ HT(DT)；排出的氢(氘)气作为循环气经循环气贮槽膨胀后返回氢-水(液) 交换阶段；对得到富集的HT(DT)进行精蒸馏，精馏塔入口温度为-247℃～ -249℃，塔顶温度为-248℃～-250℃，塔底温度为-245℃～-247℃，压力为0.35MPa～0.45MPa，将其从0.02％HT(DT)进一步富集到95％HT(DT)；浓缩的95％HT(DT)经换热升温至40℃～60℃的条件下进行歧化反应，所用催化剂为Pt、Pd或Ni/Cr203，反应结束后再经换热降温至-246℃～-248℃继续进行精蒸馏，浓缩到99％T2；
(3)回收回收采用催化合成燃烧工艺，从初精馏塔塔顶上部排出的贫气与空气混合燃烧，生成的轻水(含微量氘)冷凝后汇集。
参考文献
[1] 黄炳香程庆迎程献奎，基于海水“氘氚”离子的雷电利用方法，中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州（211008）
[2]任兆杏阎继红核聚变研究的新兴途径—紧凑环，。中国科学院等离子体物理研究所