संलयन दो हलके नाभिकों का जुड़कर एक भारी और अधिक कसकर बँधा नाभिक बन जाना है। सबसे पहुँच में आती अभिक्रिया हाइड्रोजन के भारी समस्थानिकों ड्यूटीरियम और ट्रिटियम का ब्याह कराती है (अध्याय 19):
उदाहरण
उदाहरण 33.17 (D–T, तौला हुआ)
पहले: ; बाद में: ; इसलिए और , जिसका चार-पाँचवाँ हिस्सा न्यूट्रॉन पर जाता है — विखंडन से कम, पर के बजाय पाँच न्यूक्लियॉनों से: यानी प्रति किलोग्राम ईंधन लगभग , जो विखंडन का चार गुना है। और राख फिर वही हीलियम-4 (उदाहरण 33.6) है।
उदाहरण 33.21 (ऊर्जा की सीढ़ी, प्रति किलोग्राम)
प्रति किलोग्राम ईंधन ऊर्जा: कोयला, ; विखंडन से यूरेनियम-235, ; संलयन से ड्यूटीरियम–ट्रिटियम, ; और पूरा रूपांतरण (), । रसायन और नाभिक के बीच छह कोटियाँ हैं — और इसीलिए रिएक्टर में ईंधन ट्रक से भरा जाता है और कोयला-संयंत्र में रेलगाड़ियों से।