核反応を維持するために必要な材料の最小量は、臨界質量と呼ばれます。臨界質量は、連鎖反応を維持できる最小の核分裂性物質です。臨界質量のサイズは、使用されている核分裂性物質のタイプ、材料の密度、および材料のジオメトリに依存します。たとえば、ウラン-235の臨界質量は約52キログラムですが、プルトニウム-239の臨界質量は約10キログラムです。