不仅仅是铀的浓度要够高，铀的体积也需要够大，称为临界体积。因为原子核相比于原子非常小，如果铀体积不够，产生的中子很可能在原子核外的空间飞出去，链式反应也无法继续进行。
一个简单的原子弹模型如下：
在弹壳中有两块浓缩铀235，在二者之间有一块柱状铀棒，三者都没有达到临界体积，因此不会爆炸。在原子弹引爆时，柱状铀块上方的炸药爆炸，将铀棒推入两块铀之间，三者合在一起之后体积超过临界体积，原子弹爆炸。在铀块外面的中子反射层是用于反射中子，以减小临界体积。
原子弹的巨大威力造成了无差别攻击，使日本军人和普通民众同样承受了巨大伤亡。爱因斯坦获知这一消息之后后悔不已，说自己把原子弹从一个疯子（纳粹）手中夺下来，又交给了另一个疯子（美国）。
氢弹
不仅如此，二战之后，整个世界笼罩在核阴影之中。美苏等国家不光疯狂制造原子弹，更制造出一种威力更大的核武器：氢弹。
人们发现：氢元素的两种同位素氘（D）和氚（T）原子核距离非常近时，会变为一个氦（He）核和一个中子（n），核反应方程是：
在这个过程中，原子核质量会减少，，同时释放能量。
与同样质量的铀裂变相比，聚变放出的能量要大很多。太阳发光的核反应原理就是这样。
但是，要实现聚变，首先要将氘核和氚核之间的距离减小到10^-15m量级，由于原子核之间带正电，这个过程需要巨大的能量。人们想到使用加热到几百万开尔文的办法引发聚变，因为在极高温度时，原子动能非常大，凭借巨大的动能原子核才可以克服库伦排斥力。
用什么办法才能获得这么高的温度呢？普通炸药是无法达到这个温度的。于是人们想到了原子弹。
一个简单的氢弹原理是这样的：在聚变材料内部，有普通炸药和铀235。引爆氢弹时，首先将普通炸药引爆，造成铀235聚集在一起，使之超过临界体积，原子弹爆炸。裂变反应释放的巨大能量产生高温引发聚变，聚变开始之后自身产生的热量就可以维持反应一直进行下去。氢弹爆炸时中心温度可达100亿度，比太阳的温度还要高。
冷战时，美苏两国储备的核武器可以把地球毁灭几十次，人们说：如果核战争爆发，那么下一次人类的战争可能只能使用木棒了。可也正是因为核武器有“同归于尽”的巨大威力，没有人敢轻易使用核武器，所以在日本遭受原子弹袭击之后，70多年来，核弹都没有再次应用于战场。
同时，人们利用核裂变技术制造了用于发电的核电站，相比于普通的火电站，核电站燃料消耗小，对环境的污染小，而且几乎是一种“取之不尽”的能源。
