РУҚА
Задания № 17, 18 · ЕГЭ

Критическая масса

Минимальная масса вещества для самоподдерживающейся цепной реакции
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Критическая масса — это наименьшая масса делящегося вещества, при которой цепная ядерная реакция может поддерживаться сама собой. Она не является постоянной величиной: зависит от вещества, его формы, плотности, чистоты и условий выхода нейтронов.

Критическая массаТермин связан со словом «критический» — решающий, необходимый для перехода системы в другое состояние.
Минимальная масса делящегося вещества, необходимая для поддержания самоподдерживающейся цепной реакции деления. При меньшей массе реакция затухает, а при достаточной массе может продолжаться без внешнего источника нейтронов.

Понятие имеет смысл при рассмотрении ядерного деления и цепной реакции деления. При каждом делении выделяются нейтроны, которые могут вызвать новые деления. Если в среднем одно поколение нейтронов полностью заменяет следующее, система находится в критическом состоянии.

\(M\)
масса
кг
\(k\)
коэффициент размножения нейтронов
1

Условие критичности

\[k=\frac{N_{n,\,\text{следующее поколение}}}{N_{n,\,\text{текущее поколение}}}\]

Критическое состояние соответствует условию \(k=1\): число нейтронов от поколения к поколению в среднем сохраняется. Если \(k<1\), реакция затухает; если \(k>1\), число делений возрастает. Критическая масса \(M_{\text{кр}}\) — такая граница массы, при которой при данных условиях достигается \(k=1\).

№
Пример

Для одного и того же делящегося вещества компактный образец обычно имеет меньшую критическую массу, чем вытянутый: у компактного тела меньше поверхность относительно объёма, поэтому нейтронам сложнее покинуть вещество. Отражатель нейтронов также может уменьшить требуемую массу.

!
Не путайте

Критическая масса — не то же самое, что масса вещества вообще. Она определяется не только количеством вещества, но и его составом, плотностью, геометрией и наличием отражателя. Кроме того, критическое состояние не означает автоматически взрыв: характер процесса зависит от устройства системы и скорости реакции.

Проверьте себя

Что произойдёт при \(k<1\)?

Главное за минуту

Главное

  • Критическая масса — минимальная масса делящегося вещества для самоподдерживающейся цепной реакции.
  • Критичность определяется условием \(k=1\); при \(k<1\) реакция затухает, при \(k>1\) усиливается.
  • Значение критической массы зависит от формы, плотности, состава вещества и условий выхода нейтронов.