תהליך המיזוג הגרעיני שכיח ביקום, והדוגמא המוכרת ביותר היא התהליך המתבצע בשמש.
למעשה אנרגיית השמש מקורה בתהליכי מיזוג גרעיני של מימן ודאוטריום ליצירת גרעיני הליום.
מכיוון שתהליך מיזוג גרעיני מבוקר יכול לפתור את בעיית האנרגיה של האנושות, ברור מדוע מושקעים תקציבי עתק במחקר לקראת השגת משימה זו.
האנרגיה המתקבלת היא אנרגיה נקיה יחסית, ומקור הדלק הוא אינסופי, מצוי במים.
נבחן את התנאים האופטימליים לתהליך מיזוג גרעיני מבוקר:
- חומר גלם נפוץ, וקל להפקה.
- הסתברות גבוהה להתרחשות התהליך.
- כמות אנרגיה גדולה המשתחררת מכל ראקציה.
- בטיחות גבוהה של תהליך ההפקה של האנרגיה.
- אי יצירת בעיות אקולוגיות של תוצרי הלוואי.
הבעיה העיקרית בביצוע תהליך המיזוג הגרעיני היא הצורך לקרב את שני הגרעינים אחד לשני כנגד כוחות הדחייה החשמלית ביניהם.
כל אחד מהגרעינים טעון במטען חיובי, ולכן פועל ביניהם כוח דחייה אלקטרוסטטי (על פי חוק קולון).
השיטה הזולה יחסית להתגבר על כוח הדחייה החשמלי היא באמצעות הקניית אנרגיה קינטית (מהירות) לחלקיקים כך שתתבצע ביניהם התנגשות.
במעבדה מבוצעות ריאקציות מיזוג גרעיני בשיטה זו, בעיקר למטרות מחקר.
משתמשים במאיצי חלקיקים גדולים לצורך האצת חלקיקים המפציצים את המטרה.
הבעיה היא בנצילות הנמוכה של התהליך, ובכמות האנרגיה העצומה שיש להשקיע בחלקיקים המואצים.
אין אפשרות לקבל בעזרת מאיץ חלקיקים רווח של אנרגיה (אנרגיה מופקת בכמות גדולה יותר מכמות האנרגיה שהושקעה בתהליך).
