א. דאוטריום – איזוטופ של אטום מימן, עם נויטרון נוסף בגרעין.

• בטבע, שכיחות הדאוטריום במימן רגיל 0.015%. כלומר על כל 6,500 אטומי מימן קיים אטום אחד של דאוטריום.
• סך כל כמות הדאוטריום על פני כדור הארץ מוערכת ב – 10¹³ טון, כמות המספיקה לסיפוק כל צרכי האנרגיה של האנושות במשך מאות מיליוני שנים.
• החומר הנפוץ ביותר בטבע המכיל מימן הוא מים (H₂O).
• התפלגות המים על פני כדור הארץ הופכת את הדאוטריום לחומר דלק זמין כמעט לכל מדינות העולם.
• ניתן להפיק את הדאוטריום ממים במחיר נמוך מאוד יחסית לערך האנרגטי שלו.
• הפקת הדאוטריום אינה כרוכה בבעיות אקולוגיות כמו לדוגמא פחם.

ב. טריטיום – איזוטופ של אטום המימן עם 2 נויטרונים בגרעין.

• אינו מצוי בטבע.
• חומר רדיואקטיבי שזמן מחצית החיים שלו 12.3 שנים.
• נוצר בתהליך תגובות גרעיניות כגון הפצצה של איזוטופים של ליתיום בנויטרונים:

6Li + n  T + 4He + 4.8 Mev

7Li + n  T + 4He + 2.5 Mev

מכיוון שכוח הדחייה האלקטרוסטטי גדל עם הגדלת המטען החשמלי, ברור כי גרעינים המכילים פרוטון אחד הם הפשוטים ביותר לביצוע תהליך מיזוג גרעיני מבוקר.

התגובה הגרעינית המבטיחה ביותר היא בין דאוטריום לטריטיום (D-T), והדיון בהמשך מתייחס לתגובה זו בלבד.