随着全球范围内资源的大量开采，现阶段全球范围内未被开采的资源也不能满足未来人类长久生存下去的高消耗需求，所以早在几十年前科学家就在想法设法研发一种能够一劳永逸般永久提供能源的装置，在这一背景下核电站出现了，其利用中子轰击核原子裂变过程中释放的大量热能，来加热冷却水，继而通过蒸汽轮机带动发动机工作持续不断的产生电能，并且这一技术还被应用到包括航母/潜艇/破冰船等领域用于替代现有的燃机动力。
煤矿开采造成环境破坏
核电站
核动力航母
核裂变相比现有的化石燃料而言优点是很多的，比如其寿命更长，而且污染更小等，比如几千克的核燃料释放出来的能量就相当于几十万吨燃煤或者几十万桶石油产生的经济价值，所以自核电站商用化以来，虽然在这个过程中曾因为操作失误等问题爆发了切尔诺贝利/美国三里岛/日本福岛这类危害等级很高的核事故，但是这并没有影响核电站相比其他新能源的经济价值。不过在已知的新能源技术中，现有的核裂变电站并不是真正意义上的“清洁能源”，至少其核裂变过后依然会产生放射性极强的核辐射很难根本处理，而且核裂变效率依然很低，在日常运行过程中如果发生操作失误等不可控因素时，核反应堆很可能因为不能正常运转而堆芯超温发生破坏性极强的熔堆事故。
福岛核电事故
这个时候大家知道只存在于初中物理课本的“核聚变”优势就体现出来了，首先相比核裂变需要放射性极强且储量稀少的铀矿石而言，核聚变采用的原料是含有氘核的重水，完全可以直接从海水中大量提炼，而且因为核聚变是两个氢原子，变成了氦原子的过程，所以也没有产生什么核废料。最重要的一点就是核聚变就算发生事故，也不会像现有的核电站一样发生堆芯融堆强放射事故，所以核聚变才是科学家和大众心中真正意义上的“清洁能源”。
核聚变
虽然核聚变理论早在几十年前就已经被证实要比现如今的核裂变更为高效安全，但是直到现如今全球范围内依然没能研制出核聚变装置的也是有原因的：
第一点：从核聚变商用角度来说，要想将核聚变商用化，就要将其实现可控，但是可控核聚变需要把聚变材料束缚在装置内，使之达到上亿度的温度，然后发生聚变反应释放能量，并且实现稳定输出。这个过程说起来虽然简单，但是实现起来却很难，比如使用什么方法使其容器内温度达到上亿度高温呢？要知道已知世界上熔点最高的物质---碳化钽铪合金也就是五碳化四钽铪化合物，其熔点也只有7911℃，而它还是由熔点3983 ℃的碳化钽和熔点3928℃的碳化铪这两种二元化合物合成而来。
目前最稳定也是最好的技术就是利用超强激光束进行能量聚焦来实现上亿度的高温环境，这项技术背后不光考验的是成千上万束超强激光束精准聚焦在某个焦点上精准度问题，更是考验制造激光发光器的材料抗超高温技术，所以这就很考验材料技术攻关了。
其次该设计一种什么材料制造的容器才能容纳高达上亿度的高温呢？说到这很多人或许会想到我国正在研发的人造太阳---托卡马克装置，因为要想实现可控核聚变就得想办法让氘核与氚核聚变发生反应，继而让原子在高温下将成为等离子态，但是在上亿度高温环境下，新形成的等离子态浆体中大部分都是高能中子，反而会重复撞击容器内壁，造成容器内壁破损。
所以这个时候就要想法设法将这些高能中子束缚在容器内，所以这个时候就要借助超导材料来制造强磁磁场来束缚这股强大的高能中子，从能量转换效率来说，随着超导材料产生的磁场越来越强的时候，其对高能中子的束缚能力就越强，但是超导材料要想实现超强的磁场环境，就得制造零下几百度的超低温环境或者零上几百度的超高温环境来保证超导材料的性能真正发挥出来，高温超导由于其对于材料的熔点要求较高，毕竟是上亿度的高温环境，再加之一些其他原因，所以现阶段的超导材料基本都是在零下几百度的超低温环境下产生的。
那么在这个环节上，又出现了一个问题是容器内是上亿度的高温，而容器又得保持在零下几百度的超低温来产生超强磁场环境束缚高能中子，并且高能中子还会对超导线圈产生损害，所以到了这个阶段后，又该如何长久的保证上亿度高温的高能中子和零下几百度的超低温超导材料相辅相成长久兼容下去，就是实现核聚变可控和不可控的难题了。
所以说到底还是材料的问题，而这个问题长期困扰着各国对于可控核聚变的研发进程，不过借助我国早在建国初期就在钱三强钱老的带领下率先开展可控核聚变的研发工作，并且早在2006年就在合肥建成了世界上第一座实现可控放电的全超导托卡马克装置东方超环。
而且随着2006年由中国、美国、欧盟、俄罗斯、日本、韩国和印度七方参与的国际热核聚变实验堆（ITER）计划的签署。该计划计划在法国南部普罗旺斯地区共同建造一个世界上最大的托卡马克装置现阶段已经正式开始在法国南部开始装置的组装工作，并且前不久中国核工业集团宣布，我国自主研发的新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”，预计将在2020年投入正式运行。
