引爆以前必须维持在次临界。以铀核弹为例，可以把铀分成数大块，每块质量维持在临界以下。引爆时把铀块迅速结合。投掷在广岛的「小男孩」原子弹是把一小块的铀透过鎗管射向另一大块铀上，造成足够的质量。这种设计称为「鎗式」。钸核弹不能以这种方法引爆。第一枚钸原子弹「胖子」的钸是造成一个在次临界以下的中空球状。引爆时使用包围在四周的炸药把钸挤压，增加密度及减少空间，造成即发临界。这种设计称为「内爆式」。另外在研发期间也有其他安全问题需要注意，曼哈顿计划期间的1944年9月2日，两名化学家便因被高腐蚀性氢氟酸溅到而死亡