Vedyn ominaisuuksiin kuuluu, että se on luonnollisessa tilassaan maan päällä väritön, hajuton kaasu, joka on erittäin syttyvää. Se on kevyin luonnossa tiedetty alkuaine, ja se vie keskimäärin 75 % kaikesta maailmankaikkeuden massasta tähdissä, planeetoissa ja muissa tähtiobjekteissa. Vety on myös välttämätön kaikelle elämälle maapallolla, missä se muodostaa 14 painoprosenttia elävästä aineesta, koska se muodostaa helposti sidoksia hapen kanssa, jolloin syntyy vettä ja hiiltä molekyylejä, jotka ovat perustana eläville rakenteille ja useimmat orgaaniset molekyylit. rakennetaan.
Vaikka vedyn yleisin muoto on protium, jossa sen atomiytimessä on vain yksi protoni ja yksi elektroni ytimen ympärillä, on olemassa myös kaksi muuta vedyn isotooppia. Protiumin osuus on 99.985 % kaikesta luonnollisesta vedystä, ja deuteriumin osuus on vielä lähes 0.015 %, jossa on sekä protoni että neutroni atomiytimessä, mikä antaa sille massa, joka on kaksi kertaa protiumin massa. Tritium on vedyn kolmas muoto, joka on luonnossa erittäin harvinainen, mutta jota voidaan tuottaa keinotekoisesti. Se on epävakaa ja siinä on radioaktiivista hajoamista puoliintumisajan ollessa 12.32 vuotta. Siinä on kaksi neutronia atomin ytimessä yhtä protonia kohden, ja se on avainyhdiste, jota tuotetaan ja käytetään vetypommiaseissa niiden tuoton lisäämiseksi sekä ydinfissioenergian tuotannossa ja ydinfuusiotutkimuksessa.
Vedyn kemialliset ominaisuudet, kun kiertoradalla on vain yksi elektroni, johtavat siihen, että se on erittäin reaktiivinen alkuaine, joka muodostaa sidoksia monien muiden alkuaineiden kanssa. Luonnollisessa tilassaan ilmakehässä se sitoutuu toiseen vetyatomiin hapen tavoin muodostaen H2:ta. H2-molekyylit voivat myös olla ainutlaatuisia ytimien spinistä riippuen. H2-molekyylejä, joissa molemmat ytimet pyörivät samaan suuntaan, kutsutaan ortovedyksi, ja niitä, joilla on vastakkaiset spinit, kutsutaan paravedyksi. Ortovety on yleisin H2:n muoto normaalissa ilmakehän paineessa ja lämpötilassa kaasumuodossa, mutta nestemäiseen muotoon jäähdytettynä, kuten rakettipolttoaineena, ortovety muuttuu paravedyksi.
Vedyn fysikaaliset ominaisuudet ja sen laajalle levinnyt runsaus maalla ja maapallon valtamerissä tekevät siitä tärkeän tutkimusalueen käytännössä rajattomana polttoaineen tarjontana. Kaikki fossiiliset polttoaineet ja alkoholit, kuten bensiini, maakaasu ja etanoli, koostuvat hiilivetyketjuista, joissa vety, hiili ja joskus happi ovat sitoutuneet toisiinsa. Puhtaan vedyn erottaminen puhtaasti palavaksi, runsaaksi polttoainelähteeksi itsessään on helppoa, mutta voima, joka tarvitaan vedyn poistamiseen kemiallisista sidoksista ja sen jäähdyttämiseksi varastointia varten, vie usein enemmän energiaa kuin puhdas vety itse pystyy tuottamaan. Tästä syystä vedyn ominaisuudet tarkoittavat, että sen yleisimmät käyttötarkoitukset ovat siellä, missä sitä esiintyy kemiallisissa sidoksissa muiden alkuaineiden kanssa.
Fuusioenergian tuotannon tutkimus perustuu myös vetyyhdisteiden deuteriumin ja tritiumin kemiallisiin ominaisuuksiin. Kaikkien tähtien käyttämät vedyn ominaisuudet yhdistävät vetyatomit yhteen voimakkaassa paineessa vapauttaen heliumia ja energiaa valon ja lämmön muodossa. Samanlaisia paineita tuotetaan tutkimuslaitoksissa, joissa käytetään voimakkaita magneettikenttiä, inertiaerotuslasereita tai sähköpulsseja Yhdysvalloissa, Euroopassa ja Japanissa.
Kun vetyatomien fuusio tapahtuu, syntyy heliumatomi, joka kuljettaa 20% prosessin ylimääräisestä energiasta ja 80% energiasta vapaa neutroni. Tämän neutronienergian tai lämmön absorboi sitten neste höyryn luomiseksi ja turbiinin tehon tuottamiseksi sähköä. Prosessi on kuitenkin edelleen kokeellisena vuodesta 2011 lähtien. Tämä johtuu valtavista paineista, joita on ylläpidettävä vetyatomien sulattamiseksi yhteen jatkuvasti ja koneiden valmistamiseksi, jotka kestävät fuusiossa tuotettuja lämpötiloja, jotka saavuttavat 212,000,000 100,000,000 XNUMX Celsius-astetta. ).