क्रांतिक द्रव्यमान

आंशिक रूप से परावर्तित प्लूटोनियम गोला

किसी नाभिकीय अभिक्रिया को सतत (sustained) बनाये रखने के लिये आवश्यक विखण्डनीय पदार्थ (फिसाइल मैटेरिअयल) न्यूनतम मात्रा को क्रांतिक द्रव्यमान या 'क्रिटिकल मास' (critical mass) कहते हैं। यह मात्रा फिसनेबल पदार्थ के नाभिकीय गुणों (जैसे, न्युक्लियर फिजन क्रास-सेक्शन), उसके घनत्व, आकार, इनरिचमेन्ट, शुद्धता, तापमान एवं वाह्य स्थितियों पर निर्भर होता है।

अनाच्छादित गोले का क्रान्तिक द्रव्यमान

यदि फिसाइल पदार्थ के किसी गोले के चारो तरफ न्युट्रानों को परावर्तित करने के लिये कोई विशिष्ट पदार्थ का प्रयोग न किया जाय तो एक निश्चित आकार से कम आकार के ऐसे गोले की नाभिकीय क्रिया को 'सस्टेन' नहीं रखा जा सकता क्योंकि न्यूट्रान आसानी से इस गोले को छोदकर बाहर निकलकर बेकार हो जाते हैं। किन्तु बिना किसी न्यूट्रान-परावर्तक वाले इस गोले का आकार बढाते चले जाँय तो एक स्थिति आती है जब इसकी नाभिकीय क्रियाएँ अक्षय (सस्टेण्ड) हो जाती हैं। ये आकार और संगत द्रव्यमान नीचे देए गयी सारणी में दर्शाये गये हैं। ध्यातव्य है कि यदि इस गोलाकार फिसाइल मैटेरिअयल के चारो तरफ कोई न्यूट्रोन-रिफ्लेक्टर लगा दिया जाय तो इससे कम द्रव्यमान से भी नाभिकीय क्रिया को सस्टेन रखा जा सकता है।

न्यूक्लाइड	क्रांतिक द्रव्यमान (kg)	व्यास (सेमी)	सन्दर्भ
यूरेनियम-233	15	11
यूरेनियम-235	52	17
नेप्चूनियम-236	7	8.7
नेप्चूनियम-237	60	18
प्लूटोनियम-238	9.04–10.07	9.5-9.9
प्लूटोनियम-239	10	9.9
प्लूटोनियम-240	40	15
प्लूटोनियम-241	12	10.5
प्लूटोनियम-242	75–100	19-21
अमेरिसियम-241	55–77	20-23
americium-242	9–14	11-13
americium-243	180–280	30-35
curium-243	7.34–10	10-11
curium-244	(13.5)–30	(12.4)–16
curium-245	9.41–12.3	11-12
curium-246	39–70.1	18-21
curium-247	6.94–7.06	9.9
californium-249	6	9
californium-251	5	8.5
californium-252	2.73	6.9