Masa krytyczna materiału rozszczepialnego, to taka jego minimalna masa materiału, że reakcja rozszczepienia przebiega w sposób łańcuchowy, czyli każde jedno rozszczepienie jądra atomowego inicjuje dokładnie jedno następne rozszczepienie. W masie mniejszej od masy krytycznej reakcja zainicjowana rozszczepieniem spontanicznym zaniknie, w masie większej od masy krytycznej reakcja będzie przebiegała w sposób lawinowy, tzn. jedno rozszczepienie wywoła więcej niż jedno rozszczepienie.
W materiale rozszczepialnym reakcja rozszczepienia może zajść w wyniku samorzutnego rozszczepienia jądra atomowego. W wyniku tego aktu rozszczepienia emitowane jest kilka neutronów; Część z tych neutronów opuści materiał, część zostanie pochłonięta przez jądra nie ulegające rozszczepieniu, a niektóre wywołają rozszczepienie następnego jądra.
Konkretna wartość masy krytycznej dla danego materiału rozszczepialnego zależy od jego składu pierwiastkowego, kształtu całej próbki oraz warunków, w których zachodzi ewentualna reakcja. W przypadku kuli otoczonej dodatkowo ekranem odbijającym większość uwalnianych neutronów, masa ta wynosi dla czystego izotopu uran 235 - 15 kg, zaś dla pluton 239 jest to 10 kg.
Orientacyjne wartości masy krytycznej materiału ułożonego w kształcie kuli nie otoczonej substancją odbijającą neutrony dla wybranych izotopów:
  • uran-233: 15 kg
  • uran-235: 50 kg
  • neptun-237: 60kg
  • pluton-239: 10 kg
  • pluton-240: 40 kg
  • pluton-242: 100kg
  • ameryk-241: 60-100kg
  • ameryk-242m: 9-18kg
  • ameryk-243: 50-150kg
  • kiur-245: 12kg
  • kiur-246: 70kg
  • kiur-247: 7kg
  • kaliform-251: 9kg
Nieprawdą jest pospolicie głoszony pogląd, że "reakcja rozszczepienia zachodzi dla masy równej lub większej masie krytycznej", jeżeli masa jest mniejsza od masy krytycznej każde rozszczepienie spontaniczne może wywołać kilka, kilkanaście a może i więcej rozpadów wymuszonych pochłonięciem neutronów, ale w końcu dojdzie do sytuacji, że wszystkie neutrony uciekną z materiału rozszczepialnego lub zostaną pochłonięte przez nierozszczepialne jądra.
W reaktorach jądrowych tworzy się układ pracujący w układzie zbliżonym do masy krytycznej, umieszczając w reaktorze znacznie większą masę materiału rozszczepialnego niż jego masa krytyczna, regulację uzyskuje się przez wsuwanie do wnętrza reaktora prętów regulacyjnych wykonanych z materiałów pochłaniających neutrony.
W wyniku umieszczenia w jednym miejscu masy większej niż masa krytyczna reakcja będzie przebiegać w sposób lawinowy, co pociągnie za sobą wydzielenie olbrzymich ilości energii, która spowoduje rozprzestrzenienie się reagujących materiałów i zatrzymanie reakcji rozszczepienia. Na tej zasadzie działa bomba atomowa.
Publikacja wraz ze zdjęciami jest udostępniona w Encyklopedii "Zgapedia" części portalu zgapa.pl. Treść objęta jest licencją GNU FDL Wolnej Dokumentacji w wersji 1.3 lub dowolnej pózniejszej opublikowanej przez Free Software Foundation i została ona opracowana na podstawie Wikipedii, tutaj możesz znaleźć artykuł źródłowy oraz autorów. Warunki użytkowania Encyklopedii znajdziesz na tej stronie.