常温核融合（じょうおんかくゆうごう、英: Cold fusion）または低温核融合、凝縮系核反応、低エネルギー核反応（Low-Energy Nuclear Reacion, LENR）と呼ばれる室温から摂氏約1,000度の低い温度帯で、水素原子の核融合反応が起きるとされる現象。核融合反応が起きる原理としては、トンネル効果によるものとする説や、宇宙線に含まれるミューオンによるものとする説など、複数の仮説がある。本項目では、低温で目視でき、実用的なエネルギー源として活用できうる規模で起きたと主張される核融合反応を扱っている。1989年に常温核融合に関するセンセーショナルな発表があったのち、再現性が低かったため「20世紀最大の科学スキャンダル」とも称されたが[1][2]、近年の脱炭素ニーズを受けて、産業利用への展開が期待されている。
歴史電解セルの概略図。安全性確保のために実験時はこのように行うことが多い。

核融合は通常、摂氏数億度の超高温帯で起こると理解されている。これを「熱核融合」と呼ぶ。一方、1920年代から、金属触媒に吸蔵させた水素を触媒的に融合させることで、もっと低い温度で核融合ができるとの仮説があった[3]。常温核融合（Cold Fusion）という用語は、古く1956年のNew York Timesの記事にて使用されているのが確認されている[4]。

その後、1989年3月23日にイギリス・サウサンプトン大学のマーティン・フライシュマンとアメリカ・ユタ大学のスタンレー・ポンズが、この現象を発見したとマスコミに発表し[5]、常温核融合という用語が広く世に知られることとなった。この発表においてフライシュマンとポンズは、重水を満たした試験管（ガラス容器）に、パラジウムとプラチナの電極を入れ暫らく放置、電流を流したところ、電解熱以上の発熱（電極の金属が一部溶解したとも伝えられた）が得られ、核融合の際に生じたと思われるトリチウム、中性子、ガンマ線を検出したとしている。

前年に、絶対零度に近い低温でしか起きないとされていた超伝導が、それまでの理論の予言からは説明のつかない高温で起こるという高温超伝導現象が発見されて世界的なブームが起きていたことや、フライシュマンがイギリスの電気化学の大家であったことから、従来の物理理論以外での新しい現象が発見されたのではないかとみなされた。この現象はマスメディア主導で広がったため、簡易かつ安価な実用エネルギー源への期待が民間で高まった。フライシュマンとポンズの共同著作文献を紹介しておく[6][7]。

1989年の発表直後より数多くの追試が試みられたものの、多くは過剰熱の確認ができず、過剰熱の観測に成功したとする実験でも再現性は低かった。1989年4月、アメリカ議会はポンズを呼んで聴聞会を開き、常温核融合実験のレポートについて審問を行った。その結果、常温核融合の存在そのものについての疑問が持たれエネルギー省を中心とした調査団が組織された。調査の結果、ポンズの実験はあまりに安易で杜撰な内容であったことが指摘され、8か月後には、常温核融合が観察されたという確かな証拠は存在せず、将来的なエネルギー源として研究する必要性はないという内容の報告書が提出された。現在解明している物理学理論では説明できない現象であることなどから、電気分解反応で生じた発熱量の測定を誤ったのではないかと考えられた[8]。同時期に、同じユタ州のブリガムヤング大学のスティーブン・ジョーンズ（S.Jones)が「ネイチャー」誌に発表した中性子検出の報告も、多くの研究機関で再現実験が試みられたが、再現性はほとんどなかった[9]。そのような中でも、ユタ大学は、National Cold Fusion Instituteを創設し研究助成を続けたが、1991年に資金枯渇のため閉所、ポンズも教授の地位を失い、フランスにあるトヨタ系アイシングループのイムラ・ヨーロッパへ拠点を移した。イムラ・ヨーロッパは、明確な結果が得られなかったとして、1998年にプロジェクトを終了している。

フライシュマンとポンズにまつわる一連の騒動の背後には、別の観点からミューオン触媒核融合を研究していたブリガムヤング大学のジョーンズ教授との研究の先取権争いや、研究資金の獲得競争、化学者と物理学者の対立、マスコミの暴走、ユタ州とユタ大学の財政難を解消するための大学当局の政治的策謀など、様々な要因が挙げられている。発表当初は過剰熱を主張するフライシュマンらより中性子のデータを示したジョーンズの報告[10]を信頼する科学者が多かった。