Ahelareaktsioonid

Ahelareaktsioonid on protsessid, mille käigus ühe reaktsiooni käigus tekkinud vaheühendid või keskseid osakesed viivad edasi järgmiste reaktsioonideni ning seeläbi jätkub või kiireneb kogu protsess. Ahelareaktsioonid esinevad peamiselt keemias ja tuumafüüsikas ning võivad suurendada reaktsiooni efektiivsust või kontrollitavust.

Keemilises kontekstis jagunevad ahelareaktsioonid tavaliselt kolme etappi: algatamine, edasikandumine ja lõpetamine. Algatamisel tekivad reaktiivsed keskused, tavaliselt radikaalid. Edasikandumisel reageerivad need keskused reagendiga ja tekitavad uusi keskuseid, mis jätkavad ahela kulgu. Lõppamisel ahel peatub, kui reaktiivsed keskused kaovad või kui toimuvad ahelat lõpetavad mehhanismid.

Näiteid keemias on radikaalse ahelreaktsiooni kaudu toimuvad polümerisatsioonid, kus monomeerid liidetakse järjestikku radikaalide abil. Teised ahelreaktsioonid mängivad olulist rolli paljudes oksüdatsioon- ja keemiliste sünteeside protsessides, kus reaktsiooni kiirus ja tulemus sõltuvad ahela jätkumisest.

Tuumaalane ahelreaktsioon toimub, kui fissiooni käigus vabanenud neutronid tekitavad täiendavaid fissiireaktsioone, mis omakorda vabastavad rohkem neutroone. Reaktsiooni kontrollimine sõltub modulatsiooni- ja peegeldamismehhanismidest ning kontroll- või moderatsiooniseadmete abil, ning kriitiline mass määrab, kas reaktiivne süsteem on subkriitiline, kriitiline või superkriitiline. Ahela dünaamika mõjutab nii reaktorite tööd kui ka plahvatuste potentsiaali.