Phản ứng phân hạch là phản ứng hạt nhân khi một hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron rồi vỡ ra làm hai hạt nhân trung bình kèm theo một vài nơtron. Đặc điểm của mỗi phân hạch là kèm theo một vài nơtron. Các nơtron này có thể gây ra các phân hạch khác và cứ thế tiếp tục, số nơtron được giải phóng và năng lượng tỏa ra nhanh gấp bội. Một quá trình như thế gọi là phản ứng dây chuyền. Thực tế không phải mọi nơtron sinh ra đều gây ra phản ứng phân hạch vì có thể mất mát do nhiều nguyên nhân, ví dụ như nơtron bị tạp chất trong nhiên liệu hấp thụ hoặc bay ra ngoài khối nhiên liệu. Vì vậy muốn có phản ứng dây chuyền ta phải xét đến một đại lượng gọi là hệ số nhân nơtron k của hệ.

- Nếu k < 1 thì phản ứng dây chuyền không xảy ra.

- Nếu k = 1 thì phản ứng dây chuyền xảy ra với mật độ nơtron không đổi. Đó là phản ứng dây chuyền kiểm soát được trong các lò phản ứng hạt nhân.

- Nếu k > 1 thì dòng nơtron tăng liên tục theo thời gian dẫn tới vụ nổ nguyên tử. Đó là phản ứng dây chuyền không điều khiển được.

Sơ đồ phản ứng dây chuyền

Trong các phản ứng sau đây, phản ứng nào là phản ứng phân hạch