Критична маса урану-235. початок
Експериментальні дослідження з ураном-235 показали, що ланцюгова ядерна реакція поділу відбувається тільки тоді, коли величина обсягу урану-235 перевищує певний розмір. Цей мінімальний розмір, в якому може протікати самопідтримується ланцюгова реакція розподілу атомних ядер, називають критичним розміром, а відповідну масу - критичною масою. Якщо кількість речовини менше критичної маси, то цінна реакція не буде протікати. і тоді ділиться уран-235 буде представляти не вибухонебезпечний матеріал. Але якщо розміри досягають критичного або більше, то досить одного нейтрона, щоб почався прискорюється процес цінної реакції, який призводить до вибуху величезної сили. Чедвік (Англія) в 1940 р приблизно визначив критичну масу урану-235. вона дорівнювала 20 кг. У 1941 р Оппенгеймер (США) отримав той же результат. Потім було встановлено, що критична маса урану-235 набагато менше і становить лише близько одного кілограма. За останніми даними, критична маса урану-235 становить 0, 82 кг. Очевидно, що критична маса залежить від чистоти ділиться матеріалу, ніж чистіше, наприклад, уран-235, тим менше його критична маса.
Виникає питання: чому в місцях скупчення уранових руд в природних умовах, де природний уран складається з ізотопів урану-238 (39, 282%), урану-235 (0,712%) і урану-234 (0, 006%), не виникає ланцюгової ядерної реакції. Справа в тому, що через незначного вмісту в природному урані ізотопу урану - 235 ймовірність попадання нейтронів в ядро урану-235 дуже мала і вони губляться в навколишніх породах. Для нормального протікання ядерної реакції необхідно створити такі умови, щоб народжуються при розпаді урану-235 нейтрони брали участь в подальшому продовженні реакції, а не губилися, вилітаючи в навколишнє середовище, а також цоглощалісь іншими речовинами.