La quantité minimale de matière nécessaire pour entretenir une réaction nucléaire est appelée masse critique. La masse critique est la plus petite quantité de matière fissile pouvant entretenir une réaction en chaîne. La taille de la masse critique dépend du type de matière fissile utilisée, de la densité de la matière et de la géométrie de la matière. Par exemple, la masse critique de l’uranium 235 est d’environ 52 kilogrammes, tandis que celle du plutonium 239 est d’environ 10 kilogrammes.