Eine nukleare Kettenreaktion ist eine Reihe von Spaltungsreaktionen, bei denen die Produkte die treibenden Kräfte für weitere Kettenreaktionen werden. Diese Art von Reaktion erzeugt konstruktive Kräfte in Form von nutzbarer Energie und destruktive Kräfte im Form einer Explosion.
Das zugrundeliegende Prinzip einer nuklearen Kettenreaktion ist die Kernspaltung. Beim Spaltungsprozess wird der Kern eines Atoms in kleinere, im Allgemeinen stabilere Kerne gespalten. Kernspaltung ist ein exothermer Prozess, bei dem eine enorme Energiemenge freigesetzt wird, die für elektrische Energie genutzt wird.
Eine nukleare Kettenreaktion kann entweder in einer kontrollierten Umgebung, wie einem Atomkraftwerk, oder in einer unkontrollierten Umgebung, wie im Inneren einer Atombombe, auftreten. Die erste anhaltende nukleare Kettenreaktion demonstrierte der italienische Physiker Dr. Enrico Fermi am 2. Dezember 1942 an der University of Chicago. Diese wissenschaftliche Errungenschaft führte 1945 zur Entwicklung der Atombombe.
Das am häufigsten vorkommende Atom, das eine nukleare Kettenreaktion durchläuft, ist das Uran-235-Isotop. Wenn das Atom ein niederenergetisches Neutron absorbiert, das manchmal als "langsames Neutron" oder "thermisches Neutron" bezeichnet wird, spaltet sich der Kern von Uran-235 in zwei Fragmente und emittiert dabei drei Neutronen. Die drei Neutronen werden dann von anderen Uran-235-Atomkernen eingefangen, um eine Kettenreaktion auszulösen. Allerdings können nicht alle Neutronen, die von einem Atom absorbiert werden, den Spaltungsprozess auslösen.
