Hvis to lette atomkerner kolliderer med høj hastighed, har de mulighed for at fusionere. Det vil sige, at de to kerner ”smelter sammen” til en tungere kerne. Under processen frigøres en stor mængde energi. Forskere arbejder hen mod at kunne udnytte fusionsenergi til at producere elektricitet til elnetværket.
Fusion findes i mange stjerner overalt i universet og har siden Big Bang været en forudsætning for, at grundstoffer tungere end hydrogen kan dannes. Den tilstandsform, som partiklerne i Solen er i, kaldes plasma. I et plasma har partiklerne så meget energi, at elektronerne ikke længere er bundet til atomkernerne.
For at kunne udnytte fusion til energiproduktion på Jorden er man nødt til at danne et plasma med egenskaber, der sandsynliggør fusionsprocesserne. Konkret betyder det, at plasmaet skal varmes op til omkring 100 millioner °C, hvilket øger sandsynligheden for, at tilstrækkelig mange partikler kolliderer og fusionerer. Et eksempel på en maskine, der kan opvarme og fastholde et plasma med så ekstreme forhold, er en 'tokamak'.
Billedet ovenfor viser, hvordan tokamakken JET i England ser ud indeni.
I en tokamak indesluttes plasmaet ved hjælp af et eksternt magnetfelt. Indtil videre er der ikke blevet skabt mere energi ved fusion i en tokamak, end der er gået til at opvarme plasmaet, men dette vil finde sted i nogle af de tokamakker, som lige nu er under opførelse, fx ITER. Tokamakken ITER er under konstruktion i Sydfrankrig og forventes officielt at producere det første plasma i 2034.
Der er mange fordele ved fusionsenergi. Energiproduktionen er stabil, fri for drivhusgasser, og vi har brændstof til milliarder af år. Derudover er der næsten intet radioaktivt affald og absolut ingen risiko for nedsmeltning. Det radioaktive materiale, der dannes i fusionsreaktorer, henfalder hurtigt og er ufarligt efter ca. 100 år.
For at imødekomme verdens problemer er det nødvendigt at omstille den globale energiproduktion til bæredygtige alternativer.