Den minsta mängd material som behövs för att upprätthålla en kärnreaktion kallas den kritiska massan. Den kritiska massan är den minsta mängd klyvbart material som kan upprätthålla en kedjereaktion. Storleken på den kritiska massan beror på vilken typ av klyvbart material som används, materialets densitet och materialets geometri. Till exempel är den kritiska massan för uran-235 cirka 52 kg, medan den kritiska massan för plutonium-239 är cirka 10 kg.