Ядерные материалы имеют критическую массу, потому что это баланс между утечкой нейтронов и их генерацией. 1

Чтобы реакция продолжалась, каждый акт деления должен вызывать в среднем один новый акт деления. 1 Если нейтроны теряются (покидают материал или поглощаются без деления) — реакция затухает. 1 Если нейтронов слишком много — реакция ускоряется, что может привести к взрыву. 1

Величина критической массы зависит от свойств вещества, плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. 23 Некоторые факторы, влияющие на критическую массу:

• Тип материала. 1 Например, уран-235 (~52 кг) и плутоний-239 (~10 кг) имеют разные критические массы. 1
• Обогащение. 1 Чем выше концентрация делящегося изотопа, тем меньше критическая масса. 1
• Форма. 12 Шар имеет минимальную критическую массу, так как снижает утечку нейтронов. 12
• Отражатели. 1 Материалы (например, бериллий или уран-238) вокруг ядра отражают нейтроны обратно, уменьшая критическую массу. 1
• Плотность. 1 Сжатие вещества (как в ядерной бомбе) резко снижает критическую массу. 1