A chain reaction is a sequence of reactions where a reactive product or by-product causes additional reactions to take place. In a chain reaction, positive feedback leads to a self-amplifying chain of events.
Chain reactions are one way that systems which are not in thermodynamic equilibrium can release energy or increase entropy in order to reach a state of higher entropy. For example, a system may not be able to reach a lower energy state by releasing energy into the environment, because it is hindered or prevented in some way from taking the path that will result in the energy release. If a reaction results in a small energy release making way for more energy releases in an expanding chain, then the system will typically collapse explosively until much or all of the stored energy has been released.
A macroscopic metaphor for chain reactions is thus a snowball causing a larger snowball until finally an avalanche results ("snowball effect"). This is a result of stored gravitational potential energy seeking a path of release over friction. Chemically, the equivalent to a snow avalanche is a spark causing a forest fire. In nuclear physics, a single stray neutron can result in a prompt critical event, which may finally be energetic enough for a nuclear reactor meltdown or (in a bomb) a nuclear explosion.
Numerous chain reactions can be represented by a mathematical model based on Markov chains.
In 1913, the German chemist Max Bodenstein first put forth the idea of chemical chain reactions. If two molecules react, not only molecules of the final reaction products are formed, but also some unstable molecules which can further react with the parent molecules with a far larger probability than the initial reactants. (In the new reaction, further unstable molecules are formed besides the stable products, and so on.)
In 1918, Walther Nernst proposed that the photochemical reaction between hydrogen and chlorine is a chain reaction in order to explain what is known as the quantum yield phenomena.
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Le neutron est une particule subatomique de charge électrique nulle. Les neutrons sont présents dans le noyau des atomes, liés avec des protons par l'interaction forte. Alors que le nombre de protons d'un noyau détermine son élément chimique, le nombre de neutrons détermine son isotope. Les neutrons liés dans un noyau atomique sont en général stables mais les neutrons libres sont instables : ils se désintègrent en un peu moins de 15 minutes (880,3 secondes). Les neutrons libres sont produits dans les opérations de fission et de fusion nucléaires.
Un réacteur nucléaire est un ensemble de dispositifs comprenant du combustible nucléaire, qui constitue le « cœur » du réacteur, dans lequel une réaction en chaîne peut être initiée et contrôlée par des agents humains ou par des systèmes automatiques, suivant des protocoles et au moyen de dispositifs propres à la fission nucléaire. La chaleur ainsi produite est ensuite évacuée et éventuellement convertie en énergie électrique.
Une réaction nucléaire est le processus au cours duquel un ou plusieurs noyaux atomiques sont transformés pour donner des noyaux de masse et/ou de charge différentes. Elle se distingue d'une réaction chimique, qui ne concerne que les électrons ou les liaisons entre les atomes. La réaction chimique conserve les éléments chimiques, alors que la réaction nucléaire transforme un nucléide en un autre.
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