如果泄漏出去的中子数多于49个，必然使k值小于1，链式反应就不能维持。而如果泄漏出去的中子数少于49个，这样k值就大于1，链式反应的规模就越来越大。
我们知道，中子的泄漏与体系的表面积成正比，而中子的产生则与体系中裂变物质的量，即与体系的体积成正比。对于一定形状的体系，当其尺寸(亦即质量)增加时，体积的增加要比表面积的增加来得快，因而使中子的相对泄漏变小。由此可知，为实现自持链式反应(k＝1)，存在一个裂变物质的最小体积(或质量)，这就是所谓临界体积(或临界质量)。
显然，临界体积或临界质量与体系的几何形状有关。扁平或细长的形状都使表面积与体积的比值增大，从而增加中子的相对泄漏。以圆柱形体系为例，当其直径小于一定数值时，即使把高度无限加大，也不能使其达到临界状态；同样，当高度小于一定数值时，用加大直径的办法也无法使它达到临界。对于一定的体积，以球形的表面积为最小，所以球形体系具有最小的临界质量。
临界质量与体系的物质组成当然有很大的关系。对于纯铀235组成的球形体系，临界质量约为50公斤，临界直径约为16.8厘米。有些体系，由于非裂变物质含量太大，非裂变吸收太严重，即使把尺寸放大到无限大，也不能达到临界状态，纯粹由天然铀组成的体系便属于这种情况。
那么，有没有办法能使天然铀体系达到临界呢？有办法。我们先来分析一下纯粹由天然铀组成的体系内中子的活动情况。由于这种体系除了铀235外，还含有大量的铀238，所以中子的活动情况要复杂一些。大致说来，可以分为以下四种情况：
(1)中子(不论速度快慢)被铀235吸收，大部分引起裂变，小部分只被吸收而不引起裂变，因此总的效果是使中子数目增加。
(2)能量大于1.1兆电子状的中子，被铀238吸收，引起裂变，使中子数有所增加。
(3)能量小于1.1兆电子伏的中子，被铀238吸收，但不引起裂变，因而使中子数目减少。
(4)中子从体系的表面泄漏出去而损失掉。
方便起见，我们暂且忽略(4)，只考虑前三种情况，这种没有中子泄漏的体系相当于一个无限大的天然铀体系。这样，使中子数增加的是情况(1)和(2)，使中子数减小的是情况(3)。要使体系能维持链式反应，只要这两个方面取得平衡就行了。
但情况(2)引起的中子数增加是不多的，这是因为能量大子1.1兆电子伏的中子与铀238碰撞时，只有很少一部分被吸收而引起裂变，大部分散射回来，损失掉部分能量
这样，能否维持链式反应，就要看情况(1)和(3)哪个是主要的了。在天然铀中，铀235只占一百四十分之一，所以，中子碰上铀235的机会要比碰上铀238的机会小得多。如果在同样的碰撞机会下，对热中子来说(能量下降到周围介质原子平均动能水平的中子称为热中子)，它引起铀235裂变的可能性却要比被铀238吸收的可能性大190倍。因此对热中子而言，情况(1)将超过(3)，使增殖系数k大于1。
问题在于，中子在损失其能量变成热中子之前，在能量5～100电子伏的区域内，特别容易被铀238吸收(称为共振吸收)。结果k还是小于1，链式反应难以维持。因此，要维持链式反应，就要采取某种措施，使中子的速度迅速减慢，越过强烈吸收中子的共振吸收区域，变成热中子。使用慢化剂，就能达到这一目的。
我们来看一看物体碰撞减速的情况。当一个较小的物体去碰质量大的物体时，例如用乒乓球碰桌子时，乒乓球几乎以原来的速度弹回来，动能损失很小；而当一个乒乓球去碰另一个乒乓球时，由于两者质量几乎相等，乒乓球大约将会损失掉一半的动能。因此采用原子核质量与中子质量相近的物质作慢化剂，则慢化性能比较好。当然还要求慢化剂对中子的吸收能力很小
按上述要求，重氢是一种很合适的慢化剂，它的质量只比中子重一倍，吸收中子的能力又很低。实际使用时，一般不用重氢气体，因为它的密度太小，而是用重氢与氧化合成的重水。石墨也是一种优良的慢化剂，虽然慢化能力比重水差一些，但是价格要比重水便宜得多。
使用了慢化剂以后，大部分中子就迅速地被慢化成热中子，从而使情况(3)减少，使情况(1)增加。这样，就能使原来的非临界体系变成临界体系。例如，用重水或石墨作慢化剂，就能使天然铀体系达到临界状态。普通水也可用作馒化剂，但它吸收中子的能力较大，只有与加浓铀一起，才能构成临界体系
考虑到情况(4)，实际体系总是有一部分中子泄漏出去的，这就要求体系有足够大的尺寸，使泄漏出去的中子数只占很小的比例，以使k值大于1，保证链式反应的进行。若在体系周围包上一层能反射中子的所谓反射层，使泄漏出去的中子一部分可以反射回来，那就更有利于链式反应的进行了。所以通常采用石墨作反射层。”
”叮呤呤！”不知不觉中一节课便这样过去了，李刚还有些意犹未尽，原本，上课之前李刚还有些担心，毕竟自己是第一次上课嘛！
