Μια πυρηνική αντίδραση χαμηλής ενέργειας (LENR) είναι ένα πείραμα όπου η σύντηξη λαμβάνει χώρα σε ατομική-μοριακή κλίμακα που βασίζεται σε ορισμένες χημικές διεργασίες για τη δημιουργία πλεονάζουσας ενέργειας από μια αντίδραση σύντηξης αντί να χρησιμοποιεί τεράστιες πιέσεις και διαδικασίες περιορισμού των μαγνητικών πεδίων, των λέιζερ ή ηλεκτρικούς παλμούς στους οποίους βασίζεται η παραδοσιακή έρευνα για την ενέργεια σύντηξης. Η πρώτη απόδειξη ότι μπορεί να είναι δυνατές πυρηνικές αντιδράσεις χαμηλής ενέργειας, που αρχικά αναφέρονταν ως ψυχρή σύντηξη, αποδείχθηκε το 1989, αλλά γρήγορα απαξιώθηκαν όταν οι παγκόσμιες προσπάθειες αναπαραγωγής των επιστημονικών αποτελεσμάτων αυτών των πειραμάτων γνώρισαν ανεπαρκή επιτυχία. Έκτοτε, το LENR έχει λάβει τη φήμη στα παγκόσμια μέσα ενημέρωσης ως σε μεγάλο βαθμό δόλια, όταν, στην πραγματικότητα, πολλά κυβερνητικά και ακαδημαϊκά ερευνητικά εργαστήρια συνέχισαν να ερευνούν τη διαδικασία μέχρι το 2011. Ιδιαίτερο πρόσφατο ενδιαφέρον για την επιστημονική κοινότητα είναι τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν το 2011 από τους Ιταλούς μηχανικούς Sergio Focardi και Andrea Rossi, οι οποίοι μπορεί να χρησιμοποίησαν με επιτυχία το LENR με έναν μικρό θάλαμο αντίδρασης μεγέθους χειρός γνωστό ως Energy Catalyzer (eCAT).
Αν και το LENR ή η ψυχρή σύντηξη έχει αποτελέσει αντικείμενο σοβαρής επιστημονικής και δημόσιας κριτικής από τότε που θεωρήθηκε για πρώτη φορά ότι ήταν δυνατό το 1989 από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Γιούτα στις ΗΠΑ, περαιτέρω εργασίες ανάπτυξης συνεχίστηκαν λόγω των τεράστιων δυνατοτήτων που προσφέρει η ιδέα από πολλούς υψηλών οργανισμών σε όλο τον κόσμο. Αυτές περιλαμβάνουν την Εθνική Υπηρεσία Αεροναυπηγικής και Διαστήματος των ΗΠΑ (NASA), έρευνα από τον στρατό των ΗΠΑ στο Navy Space and Naval Warfare Systems Center (SSC Pacific) και από οργανισμούς όπως το Πανεπιστήμιο της Οσάκα στην Ιαπωνία. Τρεις κύριες προσεγγίσεις για τη δημιουργία χημικά υποβοηθούμενων πυρηνικών αντιδράσεων λαμβάνονται από αυτές τις ερευνητικές εγκαταστάσεις και άλλες. Περιλαμβάνουν την αρχική προσέγγιση που χρησιμοποιεί αντιδράσεις παλλαδίου-δευτερίου, την προσέγγιση Rossi-Focardi που χρησιμοποιεί νικέλιο-υδρογόνο και μια προσέγγιση καταλυόμενης μιονίου που εξετάζεται σε ερευνητικά κέντρα στην Αυστραλία και την Ιαπωνία.
Με βάση την προκαταρκτική επιτυχία της έρευνας στην Ιταλία όπου αποδείχθηκε παραγωγή θετικής ενέργειας στην περιοχή από 2.6 κιλοβάτ έως 130 κιλοβάτ, ο σχεδιασμός του αντιδραστήρα κλιμακώνεται σε επίπεδο που, έως το 2012, αναμένεται να παράγει 1 μεγαβάτ πλεονάζουσας ενέργειας σε μια εγκατάσταση που βρίσκεται στην Ελλάδα. Οι επιστήμονες της NASA, αν και δεν προσπαθούν να επαναλάβουν την ίδια τη διαδικασία Rossi, ενδιαφέρονται έντονα για αυτήν. Ο επικεφαλής επιστήμονας της NASA Langley Dennis Bushnell αποκάλυψε τη φύση του ενδιαφέροντός τους όταν σχολίασε σχετικά με το LENR και τη διαδικασία Rossi ειδικότερα ότι «…αυτό είναι ικανό, από μόνο του, να αλλάξει εντελώς τη γεωοικονομία και τη γεωπολιτική…»
Δεδομένου ότι οι λεπτομέρειες της διαδικασίας Rossi δεν έχουν δημοσιοποιηθεί πλήρως, ωστόσο, και δεδομένου ότι δεν έχει ακόμη αναπαραχθεί υπό ελεγχόμενες συνθήκες αλλού, τα πειστικά στοιχεία της επιτυχίας της παραμένουν ακόμη άγνωστα. Εγκαταστάσεις όπως η NASA βρίσκονται στη διαδικασία επαλήθευσης των θεμελίων της θεωρίας του Rossi από το 2011 προτού ξεκινήσουν την εκτεταμένη διαδικασία προσπάθειας αναπαραγωγής των αποτελεσμάτων του. Μέχρι τις 7 Οκτωβρίου 2011, ωστόσο, ο Rossi πραγματοποίησε μια άλλη δοκιμή αντιδραστήρα eCAT που διήρκεσε 9 ώρες, με τον αντιδραστήρα να λειτουργεί μόνος του για 4 ώρες χωρίς είσοδο ενέργειας από εξωτερική πηγή. Τα σχέδια για την επανάληψη του πειράματος στις 28 Οκτωβρίου 28 με τη χρήση 2011 δοκιμαστικών θαλάμων πυρηνικών αντιδραστήρων ταυτόχρονα αποσκοπούν στην παροχή περισσότερων επιστημονικών δεδομένων για την επαλήθευση ότι η διαδικασία LENR λαμβάνει χώρα στην πραγματικότητα.
Τα πρώιμα αποτελέσματα για τις αντιδράσεις παλλαδίου-δευτερίου βασίστηκαν στην ιδέα ότι, υπό ηλεκτρικό φορτίο, τα άτομα δευτερίου συσσωρεύονται φυσικά τόσο σφιχτά μεταξύ ατόμων παλλαδίου σε μια μεταλλική ράβδο που το υδρογόνο αρχίζει να συντήκεται, απελευθερώνοντας ενέργεια. Δεδομένου ότι το παλλάδιο και το δευτέριο είναι φθηνές και άφθονες ενώσεις, καθώς και το νικέλιο και άλλα αντιδραστήρια LENR, η διαδικασία προσφέρει τεράστιες δυνατότητες για καθαρή, φθηνή ενέργεια. Ερευνητές στο κέντρο του αμερικανικού Ναυτικού SSC Pacific επαλήθευσαν ότι αυτά τα πρώιμα αποτελέσματα παρήγαγαν πυρηνικές αντιδράσεις το 2007 και η επαλήθευση των ευρημάτων δημοσιεύτηκε τον Ιούνιο του ίδιου έτους στο Naturwissenschaften, κυριολεκτικά μεταφρασμένο ως «The Science of Nature», ένα διάσημο επιστημονικό περιοδικό στο Γερμανία που δημοσίευσε έρευνα του Άλμπερτ Αϊνστάιν μια γενιά νωρίτερα.