ไอโซโทปของยูเรเนียมหลายไอโซโทปสามารถเกิดปฏิกิริยาฟิชชันได้

ไอโซโทปของยูเรเนียมหลายไอโซโทปสามารถเกิดปฏิกิริยาฟิชชันได้ แต่ยูเรเนียม-235 ซึ่งพบตามธรรมชาติในอัตราส่วนประมาณหนึ่งส่วนต่อทุกๆ 139 ส่วนของไอโซโทปยูเรเนียม-238 เกิดปฏิกิริยาฟิชชันได้ง่ายกว่าและปล่อยนิวตรอนมากกว่าไอโซโทปดังกล่าวอื่นๆ พลูโตเนียม-239 มีคุณสมบัติเดียวกันนี้ วัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุฟิชชันหลักที่ใช้ใน ระเบิดบรรจุภัณฑ์ ปรมาณู ยูเรเนียม-235 จำนวนเล็กน้อย เช่น 0.45 กก. (1 ปอนด์) ไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ได้ และด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่ามวลใต้วิกฤต เนื่องจากโดยเฉลี่ยแล้ว นิวตรอนที่ปล่อยออกมาจากฟิชชันมีแนวโน้มที่จะออกจากการรวมตัวโดยไม่กระทบกับนิวเคลียสอื่นและทำให้เกิดฟิชชัน ถ้าเพิ่มยูเรเนียม-235 เข้าไปอีก โอกาสที่นิวตรอนตัวใดตัวหนึ่งที่ปล่อยออกมาจะทำให้เกิดฟิชชันอีกตัวมีมากขึ้น เนื่องจากนิวตรอนที่หลุดรอดจะต้องเคลื่อนที่ผ่านนิวเคลียสของยูเรเนียมมากขึ้นและมีโอกาสมากขึ้นที่นิวเคลียสตัวใดตัวหนึ่งจะชนเข้ากับอีกนิวเคลียสอีกตัวหนึ่งและ แยกมัน. ณ จุดที่หนึ่งในนิวตรอนที่เกิดจากฟิชชันจะสร้างฟิชชันอีกโดยเฉลี่ยบรรลุ มวลวิกฤตแล้วและปฏิกิริยาลูกโซ่จะส่งผลให้เกิดการระเบิดของอะตอม