临界质量

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临界质量

临界质量临界质量，是指维持核子连锁反应所需的裂变材料质量，是核子反应堆和核子武器设计中的一个重要概念。不同的可裂变材料，受核子的性质（如裂变截面）、物理性质、物料形状、纯度、是否被中子反射物料包围、是否有中子吸收物料等等因素影响，而会有不同的临界质量。刚好可以产生连锁反应的组合，称为已达「临界点」。比这样更多质量的组合，核裂变的速率会以指数增长，称为「超临界」。如果组合能够在没有延迟放出中子之下进行连锁反应，这种临界被称为「即发临界」，是超临界的一种。即发临界组合会产生核爆炸。如果组合比临界点小，核裂变的速率会随时间减少，称之为「次临界」。各种光滑球体的临界质量. 能够以最少的物料到达临界质量的形状是球形。如果在四周加以中子反射物料，临界质量可以更少。有中子反射的球形铀-235临界点为15公斤左右。钚则为10公斤左右。以下为普通球形，没有中子反射之下的临界质量：纯度较低的铀，临界质量会有所增加。例如20%的铀-235，以4厘米厚的铍反射中子临界质量达400公斤。若如果纯度只为15%，临界质量更高达600公斤。核武器设计. 核子武器在引爆以前必须维持在次临界。以铀核弹为例，可以把铀分成数大块，每块质量维持在临界以下。引爆时把铀块迅速结合。投掷在广岛的「小男孩」原子弹是把一小块的铀透过鎗管射向另一大块铀上，造成足够的质量。这种设计称为「鎗式」。钸核弹不能以这种方法引爆。第一枚钸原子弹「胖子」的钸是造成一个在次临界以下的中空球状。引爆时使用包围在四周的炸药把钸挤压，增加密度及减少空间，造成即发临界。这种设计称为「内爆式」。

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