La quantità minima di materiale necessaria per sostenere una reazione nucleare è chiamata massa critica. La massa critica è la più piccola quantità di materiale fissile in grado di sostenere una reazione a catena. La dimensione della massa critica dipende dal tipo di materiale fissile utilizzato, dalla densità del materiale e dalla geometria del materiale. Ad esempio, la massa critica dell’uranio-235 è di circa 52 chilogrammi, mentre la massa critica del plutonio-239 è di circa 10 chilogrammi.