Что такое критическая масса ядерного горючего?

.

Это такая масса, при которой число улетающих из образца свободных нейтронов становится больше числа вновь образующихся там свободных нейтронов за счет деления ядер.
Если масса будет больше, то количество свободных нейтронов в образце будет со временем увеличиваться. Они будут бомбить всё новые и новые ядра, которые разваливаясь будут порождать всё больше и больше свободных нейтронов. И процесс выйдет из-под контроля.

Если масса меньше критической, то количество свободных нейтронов в образце доходит до некоторого значения и дальше уже не растет. Возникает динамическое равновесие, сколько появилось свободных нейтронов в единицу времени, столько же и улетело оттуда.

Поэтому критическая масса СУЩЕСТВЕННО зависит от формы образца, а точнее, от соотношения объема образца и площади его поверхности.

Например, для тонкой проволоки толщиной меньше некоторой, критическая масса становится бесконечной, то есть она не существует. Точно также и для достаточно тонкой пластины начиная с некоторой толщины критическая масса обращается в бесконечность.

А вот для шара соотношение площади поверхности к объему минимальное. Поэтому минимальная критическая масса будет у образца в форме шара. Природный уран-235 в форме шара имеет критическую массу 50 кг. В других формах критическая масса будет больше 50 кг.

.

Источник: "Критическая масса, это не критические дни!" - подумала девушка лаборантка и соединила два полушария урана...

.

Масса, при которой коэффициент размножения нейтронов равен 1 - а следовательно, это минимальная масса, при которой возможна незатухающая цепная ядерная реакция.

при которой происходит неуправляемая ядерная реакция, без посторонней помощи

КРИТИЧЕСКАЯ МАССА — минимальная масса делящегося вещества (ядерного горючего), обеспечивающая протекание самоподдерживающейся ядерной цепной реакции деления.