כאשר שני גרעינים בעלי מספרים אטומים Z2, Z1 מתקרבים אחד לשני, האנרגיה האלקטרוסטטית ביניהם:
נניח כי המרחק בין מרכזי הגרעינים שווה לסכום רדיוסיהם, כלומר בערך 1014- [m] ונקבל עבור 2 איזוטופים של מימן:
Ep ≅ 2.4 * 10-14 [J] = 1.5 * 105 [eV] = 0.15 [Mev]
ידוע כי האנרגיה הקינטית של חלקיקים בטמפרטורת החדר היא:
ומכאן שאנרגיה של 105 [eV] מתאימה לטמפרטורות של 109 [°K].
להלן טמפרטורת הסף הנדרשת לראקציה, עבור ראקציות אפשריות לתהליך מיזוג גרעיני מבוקר:
טמפרטורת סף [KeV]
1. D + T 4He + n + 17.6 [MeV] 4
2. D + D 3He + n + 3.2 [MeV] 50
3. D + D T + p + 4.0 [MeV] 50
4. D + 3He 4He + p + 18.3 [MeV] 100
לצורך השוואה:
1 [eV] = 11,604 [0K]
- מובן מרשימה זו מדוע הראקציה הראשונה היא המועדפת בשלב זה (עקב טמפרטורת הסף הנמוכה יחסית הנדרשת לקיומה).
- מובן גם כי בעתיד הרחוק, לאחר הצלחת כורי מיזוג גרעיני בהם ישתמשו בראקציה הראשונה, יעדיפו לעבור לראקציה השנייה שאינה כוללת טריטיום רדיואקטיבי.
- גם הראקציה הרביעית מבטיחה ביותר, מכיוון שאנרגיה נפלטת בה בצורת אנרגיה קינטית של חלקיקים טעונים (פרוטונים וחלקיקי אלפא).
מחלקיקים טעונים קל יותר להפיק אנרגיה ליישומים.
