核裂变，又称核分裂，是指由重的原子核（主要是指铀核或钚核）分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。此时这种特别大的原子在一分为二时损失质量，释放能量；而核聚变，核是指由质量小的原子，主要是指氘，在一定条件下（如超高温和高压），只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚，让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核（如氦）大原子时损失质量，释放能量，后者释放的能量要比前者多很多，而且没有核污染。
核聚变
最早提出来核聚变的是美籍苏联物理学家乔治·伽莫夫，他当时提出当两个核子足够接近时，原子核的强作用力可以克服静电力结合到一起。随后英国和德国物理学家根据伽莫夫的这个理论，预见了当两个轻原子核在中高速度下碰撞时，可能会形成一个更重的原子核并且释放出大量的能量。
1927年英国科学家马克·奥利芬特在剑桥大学的卡文迪许实验室，进行粒子加速方面的研究。他利用粒子加速器（particleaccelerator）轰击氘核（D，重氢）产生氚（T，超重氢），成为世界上第一次核聚变实验。直到二战前夕在德国实验室里，人们才发现核裂变，也就是说从实验角度，核裂变和核聚变几乎同时被发现的。
伽莫夫和美籍匈牙利科学家爱德华·泰勒推导出进行核聚变反应所必需的条件，需要极高的温度达到1500万摄氏度，这在当时根本无法达到，因此核聚变一直搁置着，大家干瞪眼。
这个温度只有原子弹爆炸的时候才能达到，这就能理解我们国家在核武器试爆之后3年，氢弹便试爆成功。而且氢弹的爆炸能量是原子弹的几千倍，因此核聚变要比核裂变有太多优势。
核聚变还有更大的优势，那就是原料。核聚变所需的材料氘和氚在海水中大量存在，每1升海水中含30毫克氘，而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油，因此原料可以说取之不竭，用之不竭。而原子弹所需核裂变的放射性元素铀与钚却少的可怜，我们看到朝鲜发展核武器也受限于此。
既然核聚变有这么多优势，为什么我们没有大量应用核聚变呢？
最主要的原因是氢弹爆炸的核聚变不可控，也就是说从美国第一个氢弹爆炸到现在60多年里，核聚变没有实质性的进展。其中最主要的原因是，核聚变温度太高，没有容器能够容纳这种量子领域的物质。
英国诺贝尔物理学家汤姆逊和原苏联物理学家塔姆与萨哈罗夫就提出利用环形等离子电流，形成一个环形磁场，这样就可以将等离子物质控制在特定空间。于是科学家发明了一种称为托卡马克的可控核聚变装置。
托卡马克装置
托卡马克装置，就好像是一个面包圈一样的笼子，里面加上强磁场，用磁场去约束它们。高温之下的氘和氚都变成了带电的“离子” —— 而离子，又会沿着磁力线运动。这样我们只要把磁力线变成一个圈，氘和氚就会在装置内部的空中绕圈，就等于约束住了。
但是问题又来了，为了维持托卡马克装置，需要的能量远超核聚变产生的能量，可以说是一项亏本生意，因此目前核聚变控制方面还是无解的。
不过也有好消息，但必须做很多实验才行。目前尚在运行的实验装置都比较小，需要做个大的。有个各国合作的大装置，叫 ITER，总投入比大型强子对撞击还大，但是造了好多年还没造成。中国政府正打算造自己的大装置，用中国速度推进。
所以说白了就会只要肯花钱，就一定能做出来。问题就在于现在的能源需求是否迫切到了愿意花这么多钱搞核聚变的程度。
目前石油已知的储量是1万亿桶，这些储量按照每年递增的消耗幅度，可以使用38年，在这38年里，我们还会发现新的储量，如果我们探明新储量的技术还是2003年的技术的话，那石油资源还会再发现1万亿桶，这样又多了38年。但是不管多少年，最多石油用完不会超过100年。
目前在太阳系内，人类能够利用上的最充足、密度最高的能源应该就是核聚变、以及太阳的能量（处在核聚变中的能量体）了，也许在不久的未来，我们的“紧迫感”让我们用上核聚变。
