Fuusioreaktio

Fuusioreaktio eli ydinfuusio on ydinreaktio, jossa kaksi kevyttä atomiydintä yhtyy yhdeksi raskaammaksi. Samalla vapautuu energiaa sekä usein yksi tai useampi uuden ytimen kannalta "ylimääräinen" neutroni tai protoni. Auringon ja muiden tähtien energia on peräisin niiden sisäosissa tapahtuvista fuusioreaktioista. Maassa fuusiota on yritetty valjastaa sähköntuotantoon vuosikymmenten ajan, mutta toistaiseksi sen ainoa toimiva sovellus on vetypommi. Fuusiolle vastakkainen reaktio on fissio, jossa raskas ydin hajoaa kahdeksi kevyemmäksi.

Fuusiossa vapautuu erittäin paljon energiaa. Esimerkiksi, kun 1 kilogramma vetyä palaa eli yhtyy hapen kanssa vedeksi tavallisessa kemiallisessa reaktiossa, energiaa vapautuu 119 megajoulea. Mutta kun 1 kilogramma vetyä fuusioituu heliumiksi Auringon ytimessä, energiaa vapautuu noin 600 terajoulea eli viisi miljoonaa kertaa enemmän. Tämä johtuu siitä, että kemiallisessa palamisessa vapautuu ytimen ja elektronien välisen sähkömagneettisen sidoksen energiaa, kun taas fuusiossa vapautuu ydinhiukkasten eli nukleonien välisen vahvan ydinvoiman sidosenergiaa. Nukleonien sidosenergia on paljon suurempi, koska ne ovat paljon lähempänä toisiaan kuin ydin ja elektronit. Lisäksi vahva ydinvoima on sähkömagneettista voimaa vahvempi. Materiaalihävikki muuttuu lämpöenergiaksi gammasäteilyn kautta.