Наличием замедлителей и поглотителей нейтронов условия осуществления управляемой цепной ядерной реакции не ограничиваются. Необходимо еще, чтобы нейтроны, образовавшиеся при делении ядер, не вылетали за пределы образца, не вызвав новых реакций деления.
А это значит, что они должны пройти в веществе достаточно большой путь, то есть размеры образца (а, следовательно, и его масса) должны быть достаточно велики.
Наименьшая масса делящегося вещества, при которой может протекать цепная ядерная реакция, называется критической массой.
Для шарообразного образца чистого урана 
критическая масса равна примерно 50 кг. Однако ее можно уменьшить в десятки раз, используя замедлители нейтронов (для повышения вероятности того, что они вызовут ядерные реакции) и окружив образец бериллиевой оболочкой - она отражает вылетающие нейтроны в зону реакции, увеличивая их путь в образце.