임계 질량

임계 질량(臨界 質量)은 우라늄이나 플루토늄과 같은 핵물질이 핵 연쇄 반응의 과정에서 스스로 폭발할 수 있는 최소한의 질량을 말한다.^[1] 핵분열을 이용한 핵무기는 핵물질이 임계 질량을 초과하여 폭발하도록 설계되어 있다. 이렇게 임계 이상의 질량이 되도록 하는 방법에는 포신형의 방법과 내폭형의 방법이 있다.^[2]

임계 질량 미만의 두 핵물질이 결합하여 임계 질량을 초과하면 핵폭발이 일어난다.

핵물질에 따른 임계 질량은 다음의 표와 같다.^{[주해 1]}

핵물질	임계 질량 (kg)	직경 (cm)	출처
우라늄-233	15	11	[3]
우라늄-235	52	17	[3]
넵투늄-236	7	8.7	[4]
플루토늄-238	9.04–10.07	9.5-9.9	[5]
플루토늄-239	10	9.9	[3][5]
플루토늄-240	40	15	[3]
플루토늄-241	12	10.5	[6]
플루토늄-242	75–100	19-21	[6]
캘리포늄-249	6	9	[4]
캘리포늄-251	5	8.5	[4]
캘리포늄-252	2.73	6.9	[7]

같이 보기

• 맨해튼 계획
• 핵무기 설계
• 핵무기

주해

1. 핵물질 농도가 100% 일 경우의 임계 질량이다. 농도가 낮아질 경우 임계 질량은 더 커진다.