Уменьшение массы ядерного топлива ведёт к увеличению критической массы, потому что с уменьшением размеров образца увеличивается процент нейтронов, вылетающих через его поверхность. 1

Если масса ядерного топлива меньше критической массы, то коэффициент размножения меньше единицы: каждое новое поколение вызывает всё меньшее и меньшее число делений, и реакция без внешнего источника нейтронов быстро затухает. 2

С увеличением массы урана, наоборот, возрастает размер его куска, и, соответственно, возможность взаимодействия свободного нейтрона с ядром. 4

Величина критической массы зависит от свойств вещества, плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. 5