Masa krytyczna to ilość materiału potrzebnego do zgromadzenia, aby zaszła samopodtrzymująca się reakcja jądrowa. Oznacza to, że liczba neutronów powstających w rozszczepieniu jest taka sama jak traconych. Patrząc na bilans zysków i strat łatwo można sobie wyobrazić od czego może on zależeć. Neutrony powstają w rozszczepieniu jąder innymi neutronami. Po pierwsze więc musimy taki neutron złapać i zyskujemy wtedy pewną ich liczbę, która zależy od tego jaki jest to izotop i jaka jest energia neutronu. Uran-235 dla neutronów termicznych średnio da 2.41 neutronu, a pluton-239 – 2.87, co więcej szansa złapania neutronu przez pluton jest nieco większa niż przez uran. Stracić neutrony możemy przez ich ucieczkę z naszego materiału oraz przez absorpcję w reakcjach nie prowadzących do rozszczepienia. I tu znów pojawia się zależność od izotopu, np. pluton-239 ogólnie chętniej absorbuje neutrony niż uran-235. Oczywiście jest też wiele innych czynników, które nie zależą od użytego izotopu, ale od właściwości materiału (gęstość, rozszerzalność termiczna, kształt).