自発核分裂
主な核種の自発核分裂の確率を以下に挙げる。
U : 5.60 × 10 回/s-kg
U : 6.93 回/s-kg
Pu : 7.01 回/s-kg
Pu : 489,000 回/s-kg(約 1,000,000 中性子/s-kg)
プルトニウム239の原子核は生成過程で中性子を1個余計に吸収する傾向があるため、実際のプルトニウム239には常にある量のプルトニウム240が含まれている。プルトニウム240は自発核分裂の確率が高いため、プルトニウムの利用に際しては好ましくない混入物質とされている。兵器級プルトニウムではプルトニウム240の含有量は7%以下とされている。
ガンバレル型の原子爆弾では、分割した核物質を合体させて臨界量にするために要する臨界挿入時間 (critical insertion time) に約1ミリ秒かかり、この時間内に起こる自発核分裂の確率は十分に小さくなければならない。そのため、ガンバレル方式の原爆に用いられる核物質としてはウラン235のみが適している。