[[Kuva:Critical mass.svg|thumb|180px|Ydinten halkeamisesta vapautuneet neutronit halkovat ytimiä suuressa uraanikimpaleessa enemmän kuin pienessä, koska suuressa kimpaleessa tapahtuu törmäys suuremmalla todennäköisyydellä kuin pienessä. Kriittinen massa saavutetaan helpommin, jos halkeamiskelpoinen uraani tai plutonium ympäröidään neutroniheijastimella.]][[Kuva:Partially-reflected-plutonium-sphere.jpeg|thumb|[[Plutonium]]pallo joka on osittain ympäröity neutroneja heijastavilla volframikarbidilohkoilla. Vuoden [[1945]] ylikriittisen massan aiheuttaman [[luettelo ydinonnettomuuksista|onnettomuuden]] toisinto. Koejärjestelyssä oli tarkoitus mitata ylimääräisen lohkon lisäyksen aiheuttamaa säteilyn kasvua, mistä aiheutui ylikriittisen massan synty.]]
'''Kriittinen massa''' on [[Fissiili|fissiilistä materiaalista]] tehdyn kappaleen [[massa]]n raja-arvo, jossa kappaleen kriittisyys ''k''=1. Raja-arvonKriittisen ylittävässämassan arvossaylittyessä kappaleen kriittisyys ''k'' on suurempi kuin 1 (superkriittinenylikriittinen kappale), ja alittavassa arvossaalittuessa ''k'' on alle 1 eli kappale on subkriittinenalikriittinen. SuperkriittisessäYlikriittisessä kappaleessa tapahtuu (aina) spontaani ja progressiivinen [[ydinreaktio]]iden [[ketjureaktio (fysiikka)|ketjureaktio]], jolloinjossa kappaleenatomien [[nuklidi]]tytimiä halkeaa eli [[fissio]]ituvatituu ja vapauttaenvapautuu [[energia]]a. Vastaavasti subkriittisessäalikriittisessä kappaleessa ketjureaktiota ei synny.
[[Ydinase]]en toiminta perustuu kappaleen kriittisen massan ylittämiseen. Kappaleen kriittistä massaa voidaan pienentää ainakin kappaleen muodolla, materiaalilla, [[isotooppi]]sella puhtausasteella, sekä hetkellisesti myös kappaleen energiatilalla (lämpö/painetila) sekä ulkoisilla/sisäisillä neutronilähteillä ja/tai heijastimilla. Myös käsitettä kriittinen koko käytetään. Tällöin sovitut muuttujat jätetään huomioimatta tai asetetaan oletusarvoon ja lasketaan tällaisen oletuskappaleen muodostaman pallon halkaisija tai tilavuus.<ref name=":0" /> SuperkriittinenYlikriittinen kappale voidaan luoda esim.esimerkiksi puristamalla subkriittinenalikriittinen kappale pienempään tilaan räjähteillä.<ref name="curley6">{{Kirjaviite|Tekijä=Robert Curley|Nimeke=Weapons of Mass Destruction|Vuosi=2011|Kappale=|Sivu=6|Selite=|Julkaisija=Britannica Educational Publishing|Tunniste=ISBN 9781615307517|Kieli={{en}}|Viitattu=13.4.2014}}</ref> Kriittinen massa liittyy fysikaaliseen käsitteeseen [[vaikutusala]], joka ilmoittaa reaktioiden todennäköisyyden atomiytimien/ ja ydinhiukkasten vuorovaikutuksissa.
== Ydinreaktorin kriittisyys ==
[[Ydinreaktori|Ydinreaktoreissa]] ei koskaan synny kappaletta, joka voisi saavuttaa tai ylittää kriittisen massan ja siten aiheuttaa ydinräjähdystä. Ydinpolttoaineen isotooppinen rikastusaste on tavallisesti 2–5 % luokkaa, eikä mikään määrä ydinpolttoainetta voi muodostaa superkriittistäylikriittistä kappaletta. Reaktoreista puhuttaessa saavutetaan ns. ''reaktorin kokonaiskriittisyys'', (ei pidä sekoittaa kappaleen kriittisyyteen tai kriittiseen massaan), kun reaktorin kokonaiskriittisyy''s''kokonaiskriittisyys on arvossa ''k=''=1'',''. tämäTämä tarkoittaa, että fissioreaktioissa syntyvien vapaiden [[neutroni]]en määrä on keskimäärin sama kuin uusien fissioiden aiheuttamiseen kuluvien ja reaktorista karkaavien vapaiden neutronien yhteenlaskettu määrä. Toisin sanoen reaktiodenreaktioiden määrä per aikayksikkö pysyy kutakuinkin samana, ja sitä kautta reaktorin teho pysyy kutakuinkin samana. ''Reaktorin superkriittisyysylikriittisyys'' tarkoittaa, että kokonaiskriittisyys on yli 1 ja (fissio)reaktioidenfissioreaktioiden määrä per aikayksikkö kasvaa/on. kasvussa.Alikriittisessä Subkriittisyysreaktorissa vastaavasti reaktioiden määrä per aikayksikkö laskee/vähenee. ''Reaktorin kriittisyyttä'' voidaan hetkellisesti nostaa tai alentaa, mutta sitten kokonaiskriittisyys pitää palauttaa arvoon 1. Muussa tapauksessa reaktori voi ylikuumentua ja ydinpolttoaine voi sulaa tai toisaalta ydinketjureaktio voi kokonaan pysähtyä.<ref name=":0">{{Kirjaviite | Tekijä = Frank L. Fire| Nimeke = The Common Sense Approach to Hazardous Materials| Kappale = | Sivu = 356| Selite = | Julkaisija = Fire Engineering Books | Vuosi = 2009| Tunniste = ISBN 9781593701949 | Viitattu = 13.4.2014| Kieli = {{en}}}}</ref>
