亞臨界臨界臨界(subcritical critical)和超臨界質量(supercritical mass)的區別

關鍵區別-亞臨界與臨界與超臨界質量

亞臨界、臨界和超臨界質量是指用於核連鎖反應的裂變材料的質量。亞臨界質量、臨界質量和超臨界質量的關鍵區別在於，亞臨界質量是指不足以維持核連鎖反應的裂變材料的質量，而臨界質量是指維持核連鎖反應所需的裂變材料質量，而裂變材料的超臨界質量是指足以維持核連鎖反應。

核連鎖反應是一系列的裂變反應。核裂變反應是從不穩定的原子核釋放中子的過程。當釋放的中子與另一個不穩定同位素相互作用時，新同位素也會發生核裂變，釋放出另一箇中子。同樣，會發生一系列反應。

次臨界質量是指不足以維持核連鎖反應的裂變材料的質量。為了啟動裂變連鎖反應，裂變同位素應有一個最低質量要求（即臨界質量）。亞臨界質量總是小於臨界質量，因此，裂變材料的亞臨界質量不能維持裂變連鎖反應。

由於沒有足夠的同位素能夠通過與現有的中子相互作用釋放出更多的中子，所以裂變材料亞臨界質量中存在的中子數將隨著時間呈指數級減少。

臨界質量是維持核連鎖反應所需裂變材料的最小質量。臨界質量的大小取決於裂變材料的核特性、密度、形狀和裂變材料的富集程度。

圖1：同位素的質量決定了裂變的數量。

同位素的純度對於確定臨界質量的數量也很重要。例如，如果純度高，臨界質量就低。影響臨界質量值的外部因素是裂變材料的溫度和周圍環境。

裂變材料的超臨界質量是指足以維持核連鎖反應的質量。當存在超臨界質量的裂變鏈式反應體系時，裂變速率會隨時間而增加。這是因為中子與同位素相互作用的概率非常高，在這個系統中有許多同位素。然而，經過一段時間後，系統達到一個平衡狀態，在此狀態下，質量量降低到臨界質量。

亞臨界與臨界與超臨界質量
亞臨界質量	次臨界質量是指不足以維持核連鎖反應的裂變材料的質量。
臨界質量	臨界質量是維持核連鎖反應所需裂變材料的最小質量。
超臨界質量	裂變材料的超臨界質量是指足以維持核連鎖反應的質量。
質量量
亞臨界質量	次臨界質量比臨界質量小。
臨界質量	臨界質量是裂變鏈式反應啟動所需的最小質量。
超臨界質量	超臨界質量比臨界質量高。
反應速率
亞臨界質量	在亞臨界質量存在下，反應速率隨時間而降低。
臨界質量	在臨界質量存在下，反應速率隨時間而降低。
超臨界質量	在超臨界質量存在下，反應速率隨時間而降低。

一個核裂變反應可以引發幾次隨後的裂變，導致裂變連鎖反應的產生。根據進行和維持連鎖反應所需的質量，有三種類型的質量稱為亞臨界質量、臨界質量和超臨界質量。裂變物質的臨界質量鏈反應，是維持超臨界質量鏈反應的關鍵，而臨界質量鏈反應是維持超臨界質量鏈反應所必需的足以維持核連鎖反應。

1“臨界質量”，維基百科，維基媒體基金會，2018年3月31日，可在這裡查閱。“臨界質量是多少？” 創新網，此處提供。
2“臨界質量是多少？” 創新網,