热核爆炸指较轻原子在高温高压下发生聚变反应并释放巨大能量的过程，其原理遵循爱因斯坦质能方程。氢弹等热核武器基于此原理制成，需数百万摄氏度以上高温条件，通常由原子弹爆炸触发此类反应 。聚变燃料主要为氘、氚等轻核物质，氘化锂6与中子反应生成氚是实现热核反应的常用方式 。
氢弹利用原子弹能量引爆轻核聚变，威力可达数千万吨TNT当量。1952年美国在西太平洋埃尼威托克岛进行首颗氢弹'迈克'试验，爆炸当量达1000万吨；1961年苏联'大伊万'试验形成64公里高蘑菇云，为迄今威力最大热核爆炸 。中国于1967年成功完成氢弹试验。科学家正研究托卡马克装置实现受控热核反应，中国HL-2M装置可产生超过1.5亿摄氏度等离子体温度 。
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