In fisica nucleare la fusione nucleare è il processo di reazione nucleare attraverso il quale i nuclei di due o più atomi vengono avvicinati o compressi a tal punto da superare la repulsione elettromagnetica e unirsi tra loro generando il nucleo di un elemento di massa minore, o maggiore, della somma delle masse dei nuclei reagenti, nonché, talvolta, uno o più neutroni liberi.
La fusione di elementi fino ai numeri atomici 26 e 28 ( ferro e nichel ) è una reazione esotermica, cioè emette energia essendovi una perdita di massa ; per numeri atomici superiori la reazione è endotermica, assorbendo energia per la costituzione di nuclei atomici di massa maggiore.
Il processo di fusione è il meccanismo che alimenta le stelle, dove si generano tutti gli elementi che costituiscono l' universo, dall'elio fino all'uranio. La fusione è stata riprodotta dall' uomo con la realizzazione della bomba H. Studi sono in corso per riprodurre a fini energetici fenomeni di fusione nucleare controllata in reattori nucleari a fusione.
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