Злиття двох його атомів було б нейтронним, не вивільняло б небезпечне випромінювання традиційного синтезу або потребувало б набагато вищих температур. Процес може неминуче спричинити інші реакції, які самі спричинять радіоактивність навколишнього матеріалу.
У масивних зірках три атоми гелію зливаються разом, утворюючи ядро вуглецю.
При досить високих температурах і щільності може відбуватися реакція трьох тіл, яка називається потрійним альфа-процесом: Два ядра гелію («альфа-частинки») зливаються, утворюючи нестабільний берилій. Якщо інше ядро гелію може злитися з ядром берилію перед тим, як воно розпадеться, разом із гамма-випромінюванням утворюється стабільний вуглець.
Загалом чотири протони перетворюються на одне ядро гелію. Виділяється енергія тому що ядро гелію має трохи меншу масу, ніж початкові чотири протони.
Зараз гелій-3 доступний лише в дуже невеликих кількостях, яких ледь вистачає для деяких експериментів. Це, звичайно, робить його дорогим більше 30 000 доларів за грам. Світове споживання, зумовлене обмеженою пропозицією, становить трохи більше півкілограма на рік.
«Гелій-3 рідко зустрічається на Землі, оскільки він не був вироблений на планеті чи доданий на планету у значних кількостях, і він втрачений у космос", – сказав Хортон, який є науковим співробітником відділу геології та геофізики Океанографічного інституту Вудс-Хол.