Kjedereaksjoner

Kjedereaksjoner er reaksjoner der et mellomprodukt danner nye mellomprodukter som igjen deltar i reaksjonen. På denne måten kan hele prosessen opprettholdes eller akselereres, ofte uten kontinuerlig ny tilførsel av energi eller reaktanter. Kjedereaksjoner forekommer i mange områder, spesielt i kjemi og kjernefysikk.

Kjemiske kjedereaksjoner består vanligvis av tre faser: initiering, propagasjon og terminering. Initiering skjer når en reaksjon genererer radikaler som kan starte kjeden. I propagasjonsfasen reagerer radikalene med andre molekyler og danner nye radikaler, og dermed opprettholdes kjeden. I termineringen møtes radikalene og danner stabile produkter uten å generere flere radikaler. Slike kjeder er sentrale i polymerisasjon og i enkelte autokatalytiske systemer. Under kjeden påvirkes hastighet og sikkerhet av faktorer som temperatur og konsentrasjon.

Kjernefysiske kjedereaksjoner forekommer når fisjon frigjør nøytroner som induserer ny fisjon i andre kjerner. Hver slik hendelse kan generere flere nøytroner og dermed opprettholde kjeden. Kritikaliteten beskriver forholdet mellom produksjon og tap av nøytroner: subkritisk, kritisk og overkritisk. Reaktorer styres ved moderering, reflektorer og kontrollstaver, som begrenser kjeden og sikrer kontrollert energiutbytte. Forsinkede nøytroner er viktige for stabil styring.

Betydningen av kjedereaksjoner ligger i deres rolle i industriell produksjon, særlig polymerisering og energiproduksjon, samtidig som de krever nøyaktig kontroll av forhold som temperatur og tilførsel av reaktanter for å unngå farlige situasjoner.