Bei einer chemischen Kettenreaktion, wie etwa der explosiven Verbrennung von Sprengstoffen, löst ein initiales Ereignis (beispielsweise Energiezufuhr durch Licht oder Wärme) die erstmalige Reaktion aus. Dadurch wird wiederum Energie freigesetzt (exotherme Reaktion) und die Reaktion setzt sich fort, bis kein Reaktionsmaterial mehr vorhanden ist oder es zu einer Abbruchreaktion kommt.

Ein Beispiel einer nuklearen Kettenreaktion ist die Spaltung des radioaktiven Uranisotops ²³⁵U. Dieses Isotop kann Neutronen mit einer bestimmten Geschwindigkeit (thermische Neutronen) besonders gut absorbieren und verwandelt sich dadurchins Isotop ²³⁶U. Dieses Isotop ist instabil und besitzt eine extrem kurze Halbwertszeit, es zerfällt durch spontane Kernspaltung und setzt dabei 2 bis 3 schnelle Neutronen frei. Findet dies unter geeigneten Bedingungen statt,

• das heißt wenn genug spaltbares Material vorhanden ist (kritische Masse),

• wenn die Neutronen eine für die Kettenreaktion geeignete Geschwindigkeit (thermische Neutronen) haben und

• wenn ca. eine kleine Menge der Neutronen von anderen Isotopen absorbiert werden,

so führen die freigesetzten Neutronen bei weiteren ²³⁵U-Kernen zur erneuten induzierten Kernspaltung und der Prozess setzt sich fort. Abhängig von der Absorptionsrate ergeben sich für diese Reaktion, bei der neben den Neutronen auch Energie in Form von Strahlungsquanten freigesetzt wird (siehe auch Massendefekt), verschiedene Anwendungen. Dies sind z.B die gesteuerte Kettenreaktion in dem Kernreaktor und die ungesteuerte bei der Atombombe.

In einem Kernreaktor wird die Kettenreaktion dadurch gesteuert, dass man von außen mit Hilfe von Stoffen, die Neutronen absorbieren, in den Neutronenhaushalt eingreift (siehe auch Steuerstäbe). Der Neutronenhaushalt wird durch den Multiplikationsfaktor k beschrieben. In einem Reaktor in dem stabilen Dauerbetrieb ist der Multiplikationsfaktor k = 1.

Siehe auch: Polymerase-Kettenreaktion