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連鎖反応 れんさはんのうchain reaction

翻訳|chain reaction

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

連鎖反応
れんさはんのう
chain reaction

化学反応はどんな複雑な反応でも簡単な反応段階 (素反応) の組合せから成り立つ化学反応機構をもつと考えられている。そのうちで,ある1つの素反応から出発して次々に一連の反応を連発させる反応を連鎖反応という。たとえば水素と塩素の混合気体 (塩素爆鳴気) は短波長の光の照射で爆発反応を起し,塩化水素を生じるが,その反応機構 H2+Cl2→2HCl は主として次のような素反応から成り立つ。 (1) Cl2→2Cl ,(2) Cl+H2→HCl+H,H+Cl2→HCl+Cl ,(3) H+H→H2,Cl+Cl→Cl2,H+Cl→HCl 。 (1) は反応の開始段階,(2) は反応の成長段階,(3) は反応の切断段階に相当し,(2) の成長段階により反応は急激に進行する。酸素と水素の混合気体の爆発も,この種の反応である。重合,熱分解,気体の爆発,燃焼など連鎖反応に属するものは多い。また質量数 235のウランや質量数 239のプルトニウムのような分裂性原子核核分裂反応も連鎖反応の一種である。それらの中性子を吸収して核分裂が起り,その分裂に伴っていくつかの中性子が放出され,それらの中性子が再び核分裂を起すことにより次々と反応が進行する。

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デジタル大辞泉の解説

れんさ‐はんのう〔‐ハンオウ〕【連鎖反応】

一つの反応が他の反応を誘起し、さらにそれが次の反応の原因となって、同じ反応が繰り返して進行する現象。重合爆発核分裂など。
一つの出来事がきっかけとなり、同種のことが次々に起こること。「爆弾テロの連鎖反応が起こる」

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百科事典マイペディアの解説

連鎖反応【れんさはんのう】

(1)化学反応において一つの分子がなんらかの方法により活性化されて反応を起こすとき,その反応生成物がまた次の反応を起こせば外界からエネルギーを供給しなくても反応は連鎖的に相次いで行われる。
→関連項目原子力原子炉制御棒増殖炉光化学反応臨界状態

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世界大百科事典 第2版の解説

れんさはんのう【連鎖反応 chain reaction】

塩素と水素の混合物に光をあてると,塩素分子Cl2が光を吸収して解離し,塩素ラジカルCl・を生じて反応が開始され,次の反応段階(素反応過程), Cl・+H2―→HCl+H・ H・+Cl2―→HCl+Cl・を経て反応は急速に進む。この例のように,いくつかの引き続いて起こる反応段階を含み,ある反応段階の生成物が次の反応段階で再び反応に入り,生成・消滅を繰り返しながら,全体の反応が進行するような反応を連鎖反応という。

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大辞林 第三版の解説

れんさはんのう【連鎖反応】

一つの反応で生成された化学種が次の反応を引き起こし、それにより生成されたものがまた次の反応を引き起こすという過程の繰り返しで連続して進行する一連の化学反応。各種の爆発反応・重合反応など。また、核分裂によって放出される中性子をなかだちとして次々に別の原子核を分裂させる一連の核分裂反応(核爆発)。
転じて、ある一つの出来事を契機にして、次々に関連して出来事が生じること。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

連鎖反応
れんさはんのう
chain reaction

いくつかの反応が連続しておこり、その反応生成物のうちの一つがふたたび反応体の中に組み込まれていき、何度も生成・消滅を繰り返しながら進行する反応をいう。[山崎 昶]

化学

この概念を提出したのはドイツのボーデンシュタイン(1913)であるが、のち1918年にネルンストが塩素爆鳴気(水素と塩素の混合気体)の光化学反応において確証した。にその反応過程を示す。この場合、光吸収によって塩素原子が生じる(図の式(1))が、これが水素分子と反応して塩化水素と水素原子を生じる(図の式(2))。水素原子が塩素分子と反応すると塩化水素と塩素原子になる(図の式(3))が、この塩素原子がふたたび水素分子と反応する。
 このようにして生成した塩素原子はふたたび反応系の一員として用いられる。これを連鎖連絡体という。の例では塩素原子、水素原子ともに連鎖連絡体である。連鎖反応がこのようにおこることを連鎖成長という。やがて成分が使い尽くされると、連鎖連絡体は消滅し、反応は終結する。この過程を連鎖停止という(図の式(4))。
 このような比較的簡単なサイクルの繰り返しのほかに、連鎖から枝分れが生じて、一つの連鎖連絡体から二つ以上の連鎖連絡体の生成がおこることがある。このような場合は反応は加速度的に進行する。爆発などの反応がそうである。重合反応では活性点が個々の反応のたびに末端基に移動して鎖状の重合体が生じることがあるが、これも一種の連鎖反応であり連鎖重合とよばれる。[山崎 昶]

物理

物理現象にも連鎖的であるものが少なくないが、核分裂の連鎖反応など原子力に関係した場合にとくによく用いられる。ウラン235は速い中性子を吸収して分裂するが、このとき速い中性子を2個ないし3個放出する。ウラン235の存在量が適当であれば、この際に放出される中性子のうち少なくとも1個は別のウラン235の原子核に吸収され分裂を繰り返す。こうして連鎖反応の条件が保たれ核分裂反応が継続する。当然、連鎖反応の条件は物質系によって異なる。ウラン235やプルトニウム239が一定量固まれば連鎖反応が進行する。この量の最小値を臨界量という。この場合、連鎖反応は核爆発で100万分の数秒で終わる。軽い原子核を原子核内のクーロンの斥力(反発力)を超えるエネルギーで衝突させると、融合して新しい原子核を形成してエネルギーを放出する。この際に放出されたエネルギーがガスの高温状態を維持することができ、原子核の衝突が進行すれば核融合連鎖反応が実現する。このときの連鎖反応は超高温ガス(プラズマ)の密度、温度と維持時間に対する条件、すなわちローソン条件で与えられる。ジュウテロン(D、重陽子)、トリチウム(T、三重陽子)→α(アルファ)粒子+中性子の核融合連鎖反応の場合では、ローソン条件は温度が4000万℃以上で、密度と維持時間の積は1014sec/cm3以上である。現在の技術では、短時間プラズマの温度と密度の条件を実現できるが、長時間継続させることや、発生した中性子による容器の放射化・脆化(ぜいか)などの問題解決がむずかしく、連鎖反応を実現させる見通しがたっていない。[田中 一・加藤幾芳]

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世界大百科事典内の連鎖反応の言及

【核分裂】より

…このうち,233U,235U,239Puは熱中性子(気体分子の熱運動エネルギー0.03eV程度のエネルギーをもつ遅い中性子)による分裂の確率はとくに大きく,238Uと232Thは速い中性子のみ有効である。
[連鎖反応]
 原子核が中性子を吸収して分裂し,その際放出される中性子によって次々と別の原子核が連鎖的に分裂を起こすことを(核分裂)連鎖反応chain reactionという。ここでは熱中性子による235Uの核分裂連鎖反応を説明する。…

【有機化学反応】より

… X・+R-H―→X-H+R・  ……(26) 生じたR・がラジカルX・の発生源X2と直接反応してX・を生じるならば,最初に一度X・が生じればつぎつぎと式(26)(27)に示す反応が反復して起こることになる。 R・+X-X―→R-X+X・  ……(27) このような反応の経過を連鎖反応chain reactionという。多くの場合,式(27)とは別の機構で最初のX・が生じる。…

【反応速度】より

…すなわち,この場合には反応中間体のH,Clが一定濃度に達せず急激に増大するので,反応速度は一定の定常値を示さず,時間とともに増大して,爆発的に反応が進むことになる。このような反応を連鎖反応といい,連鎖が開始されてから停止するまで,平均して何回連鎖がくり返されるかを示す数を連鎖の長さという。水素‐塩素の反応では連鎖の長さは104~106に達する。…

【有機化学反応】より

… X・+R-H―→X-H+R・  ……(26) 生じたR・がラジカルX・の発生源X2と直接反応してX・を生じるならば,最初に一度X・が生じればつぎつぎと式(26)(27)に示す反応が反復して起こることになる。 R・+X-X―→R-X+X・  ……(27) このような反応の経過を連鎖反応chain reactionという。多くの場合,式(27)とは別の機構で最初のX・が生じる。…

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