Kettenreaktion

Eine Kettenreaktion ist ein physikalischer oder chemischer Prozess, der mehrere weitere, gleichartige Prozesse nach sich zieht. Dadurch vervielfacht sich sehr schnell die Zahl der ablaufenden Prozesse.

Der Begriff Kettenreaktion wird oft auch synonym für eine Abfolge von Ereignissen gebraucht, die in immer schnellerer Folge unkontrolliert ablaufen.

Chemische Kettenreaktion

Bei einer chemischen Kettenreaktion, wie etwa der explosiven Verbrennung von Sprengstoffen, löst ein initiales Ereignis (Energiezufuhr durch Licht oder Wärme) die erstmalige Reaktion aus. Dadurch wird wiederum Energie freigesetzt (exotherme Reaktion) und die Reaktion setzt sich fort, bis kein Reaktionsmaterial mehr vorhanden ist.

Nukleare Kettenreaktion (Uranspaltung, Kernspaltung)

Ein Beispiel einer nuklearen Kettenreaktion ist die Spaltung des radioaktiven Uranisotops ²³⁵U. Dieses Isotop setzt beim Zerfall (Halbwertszeit), spontan 2 bis 3 Neutronen frei. Findet dies unter geeigneten Bedingungen statt, das heißt es ist genug spaltbares Material akkumuliert (kritische Masse), die Neutronen haben eine für die Kettenreaktion geeignete Geschwindigkeit (thermische Neutronen) und es wird nur eine geringe Menge von Neutronen absorbiert, führen die so freigesetzten Neutronen bei anderen ²³⁵U-Kernen zur induzierten Kernspaltung und der Prozess setzt sich fort. Abhängig von der Absorptionsrate ergeben sich für diese Reaktion, bei der neben den Neutronen auch Energie in Form von Strahlungsquanten freigesetzt wird (Massendefekt), verschiedene Anwendungen (gesteuerte Kettenraktion im Kernreaktor, ungesteuert bei der Atombombe).

Siehe auch: Polymerase-Kettenreaktion