De status van een kernreactor hangt af van de kriticiteit van de uraniummassa, en er zijn een aantal mogelijke factoren. Kritische massa betekent dat wanneer één atoom van U-235 in de uraniummassa splitst, een van de vrije neutronen (gemiddeld) raakt de kern van een ander U-235-atoom in de massa, waardoor die kern splijt, enzovoort, doorlopend. Indien, echter, splijting gebeurt niet op die frequentie, dan stopt op een gegeven moment het proces van geïnduceerde splijting, en dat geldt ook voor de stroom die het genereert. Dit wordt subkritische massa genoemd. De derde mogelijkheid is wanneer meer dan één van de vrije neutronen andere atomen van U-235 raakt, waardoor de massa superkritisch wordt, en daardoor kan de reactor opwarmen.

Om een ​​atoombom te laten ontploffen, de uraniummassa moet extreem superkritisch zijn, zodat alle U-235-atomen tegelijk splitsen, en niet in volgorde. Dit gebeurt in één microseconde. Echter, in een kernreactor, kriticiteit moet worden gecontroleerd, anders kan het noodlot toeslaan als alle atomen tegelijk splitsen. Om de reactor op kritiek niveau te houden, waarin de massa bestaat bij een stabiele temperatuur, de kerntemperatuur moet worden verlaagd en verhoogd, wat betekent dat het op een enigszins superkritisch niveau moet worden gehouden. Dit gebeurt met regelstaven, die oververhitting voorkomen door vrije neutronen te absorberen.

De hoeveelheid U-235-atomen in de uraniummassa en de vorm van de massa zijn belangrijke factoren bij het beheersen van de kriticiteit van het uranium. Als de massa zich in een dunne plaat bevindt, dan zullen vrije neutronen van splijtende atomen wegvliegen, en ze zullen geen andere atomen raken. Om een ​​toestand van kritische reactie te bereiken, de optimale massavorm is bolvormig, met 2 lbs (0,9 kg) U-235 erin. Dit is de hoeveelheid die bekend staat als de kritische massa van uranium.