Kedjereaktionen

Kedjereaktionen är en process där en mellanprodukt som bildas i ett steg vidare aktiverar nästa steg och därmed upprätthålls av en självförstärkande kedja. Vanligen består kedjereaktionen av tre faser: initiering, under vilken en kedjebärare bildas; propagation, där kedjebäraren deltar i flera efterföljande reaktioner och genererar nya kedjebärare; och termination, där kedjan avslutas när kedjebärarna förbrukas eller reagerar till slutprodukter. Den övergripande hastigheten beror på hur snabbt initiering sker, hur effektiv propagation är och hur ofta termination inträffar.

Kemiska kedjereaktioner förekommer ofta i radikalpolymerisation och autoxidation. I radikalpolymerisation initierar en radikal en kedja av additionsreaktioner som bygger upp polymerer. Under autoxidation bildas radikaler som kontinuerligt producerar nya radikaler, vilket kan leda till snabb omvandling av ämnen. Kedjebärare kan vara radikaler eller joner; deras stabilitet och närvaro av inhibitorer påverkar hastighet och längd av kedjan.

Kärnkedjereaktioner är en särskild typ där neutroner som frigörs i fission orsakar ytterligare fissioner. Denna process styrs av multiplikationsfaktorn k: subkritisk (k<1), kritisk (k=1) och superkritisk (k>1). Kärnkedjereaktioner används i energiproduktion och i vissa tillämpningar inom kärnforskning, men hanteras under strikta säkerhets- och kontrollåtgärder.

Betydelse och tillämpningar: Kedjereaktioner är centrala för moderna polymermaterial och för kärnkraftens energiproduktion, och studeras även i biokemiska sammanhang där kedjeförlopp kan förekomma. Att förstå och kontrollera kedjeprocesser är viktigt för att uppnå önskade produkter och säker drift.