태양 내부와 같은 극한 환경(초고온 플라즈마)에서는 핵융합 반응이 일어난다. 이는 수소와 같은 가벼운 2개의 원자핵이 합쳐지는 반응으로 헬륨과 함께 막대한 에너지가 발생한다. 일반화된 원자력 에너지 발생원리인 ‘방사성 동위원소 핵분열’과는 정반대다.
핵융합 반응의 기본조건인 플라즈마 상태는 수천만도 초고온에서 나타나는 제4의 물질상태(고체→액체→기체→플라즈마)로서 중수소를 원료로 한다. 중수소는 바닷물에서 반영구적으로 조달할 수 있기 때문에 무한 청정 에너지원(핵융합)으로 주목받는 추세다.
유럽연합(EU), 러시아, 미국, 일본, 중국 등이 지난 1988년 핵융합 에너지 상용화를 위한 기술개발에 나서 ‘국제핵융합실험로(ITER)’ 프로젝트를 진행중이다. 관련 국가들은 오는 2005년부터 50억달러를 투자해 ITER 장치 건설에 돌입, 2015년까지 완공할 계획이다. 우리나라도 2003년 6월 ITER 프로젝트에 참여하기 시작했다. 특히 우리나라는 인구밀도가 높은데다 에너지 소비가 많은 산업구조를 가져 핵융합을 차세대 주력 에너지원의 하나로 활용할 방침이다.