ウラン235やプルトニウム239の原子核に中性子が飛び込むと、原子核は真っ二つに割れ、莫大な熱と共に2〜3個の新たな中性子を弾き出す。この中性子が隣り合う原子核に次々と命中していく過程が「核分裂連鎖反応」だ。放出された中性子の数と、体系外へ逃げるか他の物質に吸収される中性子の数が完全に一致したとき、系は臨界に達する。
物理学者エンリコ・フェルミが率いたチームが世界初の原子炉「シカゴ・パイル1号」で実証したのは、この連鎖反応を意図的に維持し、ブレーキをかける精密な制御技術だった。一方で、マンハッタン計画を指揮したロバート・オッペンハイマーたちが突き詰めたのは、核分裂が爆発的に加速する限界点、すなわち「臨界量（Critical Mass）」の極限圧縮であった。幾何学的な配置、減速材の有無、反射体の配置によって、物質が臨界に達する質量は劇的に変化する。ほんの数センチの隙間、わずか数百グラムの差が、安定した動力源と壊滅的な爆発の明暗を分ける。
