گداخت هسته‌ای، همجوشی هسته‌ای، (فوزیون یا فیوژن) به انگلیسی(Fusion) فرایندی عکس، عمل شکافت هسته‌ای است. درفرایند همجوشی هسته‌ای هسته‌های سبک مانند هیدروژن، دوتریوم و تریتیوم با یکدیگر همجوشی داده شده و هسته‌های سنگین‌تر و مقداری انرژی تولید می‌شود.
همجوشی هسته ای واکنشی است که در آن دو یا چند هسته اتمی با هم ترکیب شده و یک یا چند هسته اتمی متفاوت و ذرات زیر اتمی (نوترون یا پروتون) را تشکیل می دهند. تفاوت جرم بین واکنش دهنده ها و محصولات به صورت آزادسازی یا جذب انرژی آشکار می شود. این تفاوت در جرم به دلیل تفاوت در انرژی اتصال اتمی بین هسته ها قبل و بعد از واکنش بوجود می آید. همجوشی فرآیندی است که به ستارگان دنباله اصلی یا اصلی و دیگر ستارگان با قدر بالا ، که در آن مقادیر زیادی انرژی آزاد می شود ، نیرو می بخشد.
امروزه ثابت شده که می‌توان با تغییر ساختار اتم از آن انرژی گرفت؛ بنابراین رادرفورد در اشتباه بوده. برای نمونه بمب اتمی ابزاری است که با تغییر دادن هسته اورانیوم یا پلوتونیوم، منجر به تولید انرژی می‌شود. در حالت کلی می‌توان به دو روشِ شکافت و همجوشی، انرژی هسته‌ای تولید کرد. شکافت هسته‌ای (Nuclear Fission) روشی محسوب می‌شود که منجر به تولید زباله‌های هسته‌ای خواهد شد. این در حالی است که همجوشی هسته‌ای (Nuclear Fusion) روشی پاک‌تر و ایمن‌تر به منظور تولید انرژی هسته‌ای محسوب می‌شود.
امروزه ما می دانیم که خورشید به همراه سایر ستارگان از واکنشی به نام همجوشی هسته ای نیرو می گیرد. اگر همجوشی هسته ای را می توان در زمین تکرار کرد، می تواند تقریباً انرژی پاک، ایمن و مقرون به صرفه ای برای برآوردن تقاضای انرژی جهان فراهم کند.
در سال 1920، آرتور ادینگتون پیشنهاد کرد که همجوشی هیدروژن و هلیوم می تواند منبع اصلی انرژی ستاره ای باشد. تونل زنی کوانتومی توسط فردریش هوند در سال 1929 کشف شد و کمی بعد روبرت اتکینسون و فریتز هوترمنس با استفاده از توده های اندازه گیری شده عناصر نوری نشان دادند که با ترکیب هسته های کوچک می توان مقدار زیادی انرژی آزاد کرد. با تکیه بر آزمایشات اولیه در تبدیل هسته ای مصنوعی توسط پاتریک بلکت، ادغام آزمایشگاهی ایزوتوپهای هیدروژن توسط مارک اولیفانت در سال 1932 انجام شد.
در باقی مانده از آن دهه، نظریه چرخه اصلی همجوشی هسته ای در ستارگان توسط هانس بته ارائه شد. به تحقیقات در زمینه ادغام برای اهداف نظامی در اوایل دهه 1940 به عنوان بخشی از پروژه منهتن آغاز شد. همجوشی هسته ای خود پایدار، برای اولین بار در 1 نوامبر 1952 ، در آزمایش بمب هیدروژنی Ivy Mike (ترم هسته ای) انجام شد.
مقدار انرژی تولید شده از همجوشی بسیار زیاد است – چهار برابر واکنشهای شکافت هسته ای – و واکنشهای همجوشی می توانند اساس راکتورهای قدرت همجوشی آینده باشند. طبق برنامه ها، راکتورهای همجوشی نسل اول از مخلوطی از دوتریوم و تریتیوم-انواع سنگین هیدروژن استفاده می کنند. از نظر تئوری ، تنها با چند گرم از این واکنش دهنده ها می توان یک تراژول انرژی تولید کرد، یعنی تقریباً انرژی مورد نیاز یک فرد در یک کشور توسعه یافته در طول شصت سال.
واکنش های همجوشی دو نوع اساسی دارند: (۱) آنهایی که تعداد پروتون ها و نوترون ها را حفظ می کنند و (۲) آنهایی که شامل تبدیل پروتون ها و نوترون ها هستند. واکنش های نوع اول برای تولید انرژی همجوشی عملی مهمترین هستند، در حالی که واکنش های نوع دوم برای شروع سوختن ستاره بسیار مهم هستند.
هر دوی این واکنش ها گرماده هستند بنابراین انرژی تولید می کنند. واکنش همجوشی H-H می تواند با آزاد شدن خالص انرژی اتفاق بیفتد و همراه با واکنش های بعدی، منبع اصلی انرژی که ستاره ها را حفظ می کند، فراهم کند.
همجوشی هسته ای سرد نوع دیگری از همجوشی است که وجود خارجی ندارد اما در شرایط خاص می توان برخی از واکنش ها را بدون حرارت بالا انجام داد که به عنوان همجوشی سرد شناخته می شوند.
گداخت هسته ای معمولاً به عنوان یک فناوری برای تولید انرژی الکتریکی در نظر گرفته می شود ولی از این تکنیک می توان در برنامه هایی غیر از تولید برق نیز استفاده کرد. مهمترین این کاربردها شامل تولید سوخت برای راکتورهای شکافت هسته ای، تولید سوخت مصنوعی و تولید گرما برای کاربردهای فرآیند و گرمایش فضا است. در حال حاضر ابزارهای فنی برای دستیابی به این اهداف، همراه با ویژگی های مربوط به فناوری های جایگزین برای دستیابی به اهداف مشابه در حال بررسی است.
کاربرد لیزر همجوشی هسته ای یکی دیگر از کاربردهای این انرژی عظیم است. با این روش می توان دمای ۳ میلیون درجه سانتی گراد ایجاد کرد و شرایطی مشابه با خورشید را شبیه سازی نمود. وقتی پرتوهای قدرتمند لیزر به صورت متمرکز به نقطه ای می تابند با حرارت دادن اتم های دوتریوم و تریتیوم موجب ذوب شدن آنها می شوند. حتی می توان با این واکنش های هسته ای انرژی پاک تولید کرد و از آن در عملیات مختلف استفاده نمود.