几十年来，科学家们一直在实验室里努力开发核聚变反应堆。当聚变能源可用时，化石燃料的燃烧将停止。迄今为止，通过核聚变反应堆产生安全、丰富且无放射性风险的清洁能源一直是一个白日梦。
根据最近发表在《物理评论快报》上的一项研究，总部位于加州的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）在聚变实验中观察到了“净能量增益”。首次有一种技术可以帮助核聚变反应产生比其消耗更多的能量来保持温度和压力。
核聚变和裂变是利用原子核中质子和中子的结合能并释放出巨大能量的核反应。在裂变反应中，一个较重且不稳定的原子核分裂成两个较小的原子核，而在聚变反应中，两个较轻的原子核结合形成一个较重的原子核。
因此，核聚变是一种反应，其中两个或多个原子核，通常是氘和氚（都是氢的同位素）结合形成一个或多个原子核，中子和质子。反应物和产物之间的质量差异表现为能量的吸收/释放，也称为核结合能。当氘和氚原子核融合时，形成氦，并释放出大量的结合能。数十亿年来，聚变反应一直为太阳和恒星提供动力。
近四分之三个世纪以来，基于裂变的电厂一直在进行商业发电。全球近10%的电力来自50个国家的近440座反应堆。
印度有几座核电站为电网做出了巨大贡献。印度来自核裂变反应堆的电力份额为2%。裂变相关发电厂产生的电力也是无碳的，但它有放射性风险。印度目前的核电发电量为7,500兆瓦。
铀同位素（U235）在受到中子辐射轰击时会分裂成钡（Ba）、氪（Kr）和更多的中子辐射，这有可能激发铀同位素并继续链式反应。每个反应都释放出巨大的能量。235是铀同位素的质量数——其原子核中质子和中子数量的总和。裂变反应释放的能量被用来烧水和产生蒸汽，这有助于运行涡轮机和发电。
裂变反应的副产品钡、氪和铀的放射性同位素需要特殊的处理设施，并且可以在数千年内保持放射性。任何事故都可能将放射性物质释放到环境中，对人类健康造成危害。在印度这样一个人口稠密的国家，建立核裂变反应堆受到群众的质疑，担心核废料引发事故。
科学家们面临着产生和维持聚变反应所需的高压和高温的挑战。现在，科学家们已经成功地通过聚变反应获得了净能量。当运营商业化时，将产生无碳电力。
与位于铀、钍等放射性物质源头的裂变反应堆不同，聚变反应堆可以位于任何地方。聚变反应堆的另一个优势是我们将摆脱放射性风险。
尽管LLNL使用数百万摄氏度的高温，但一些电化学学家已经尝试在室温下进行聚变，通过在钯电极表面电解重水产生中子和氚等副产品。但是我们还没有在室温下实现这一点。
然而，LLNL通过在相当于一个运动场大小的区域内建立一系列激光系统来追求这一概念超过20年。这导致了国家点火装置（NIF）的建立，该装置产生强大的激光束，产生类似于恒星核心和爆炸核武器的温度和压力。
科学家之间的核聚变竞赛也变得越来越激烈。在牛津工作的科学家没有使用激光技术，而是部署了足够强大的磁铁来提升航空母舰以控制等离子流。在2021年，他们产生了创纪录的持续5秒钟的能量。等离子体可以撕裂并逃离机器的强大磁场。普林斯顿的等离子体物理实验室已经找到了一种使用人工智能来修复这种不稳定性的方法。
然而，聚变技术已经吸引了来自主权财富基金、国家开发银行、风险资本以及杰夫·贝索斯、比尔·盖茨、彼得·泰尔等企业的投资。尽管核聚变产业在过去十年吸引了20亿美元的投资，但仅去年一年的投资就达到了28亿美元。
在印度，国营印度核电有限公司（NPCIL）正在寻求塔塔电力阿达尼电力韦丹塔信实工业等私人投资者在该领域投资4,400亿卢比，以在2040年前增加11,000兆瓦的发电能力。根据印度法律，建造和运营这些核电站的权利属于NPCIL，但在反应堆厂房外建设基础设施和出售电力将由私人实体完成，NPCIL将收费管理核电站。
