Phản ứng dây chuyền hạt nhân là một chuỗi các phản ứng phân hạch trong đó các sản phẩm trở thành động lực cho các phản ứng dây chuyền tiếp theo. Loại phản ứng này tạo ra các lực xây dựng ở dạng năng lượng có thể sử dụng và lực phá hủy trong hình thức của một vụ nổ.
Nguyên tắc cơ bản của phản ứng dây chuyền hạt nhân là phân hạch. Quá trình phân hạch liên quan đến việc tách hạt nhân của một nguyên tử thành các hạt nhân nhỏ hơn, thường ổn định hơn. Phân hạch hạt nhân là một quá trình tỏa nhiệt, giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ được sử dụng để tạo ra năng lượng điện.Phản ứng dây chuyền hạt nhân có thể xảy ra trong môi trường được kiểm soát, chẳng hạn như nhà máy điện hạt nhân hoặc trong môi trường không được kiểm soát, chẳng hạn như bên trong bom nguyên tử. Phản ứng dây chuyền hạt nhân duy trì đầu tiên được nhà vật lý người Ý, Tiến sĩ Enrico Fermi, chứng minh vào ngày 2 tháng 12 năm 1942 tại Đại học Chicago. Thành tựu khoa học này đã dẫn đến sự phát triển của bom nguyên tử vào năm 1945.
Nguyên tử xuất hiện phổ biến nhất trải qua chuỗi phản ứng hạt nhân là đồng vị uranium-235. Khi nguyên tử hấp thụ một neutron năng lượng thấp, đôi khi được gọi là "neutron chậm" hoặc "neutron nhiệt", hạt nhân của uranium-235 tách thành hai mảnh, phát ra ba neutron trong quá trình này. Ba neutron sau đó bị bắt giữ bởi các hạt nhân nguyên tử uranium-235 khác để tạo ra phản ứng dây chuyền. Tuy nhiên, không phải tất cả các neutron được nguyên tử hấp thụ đều có thể kích hoạt quá trình phân hạch.
