核分裂性物質の濃度が高くなると、一般的に中性子増倍率が増大する。中性子増倍率がちょうど１になる（臨界になる）ときの燃料濃度を臨界濃度という。ちなみに、均質無限体系における二酸化ウラン（５％ウラン濃縮）の臨界濃度は約３００ｇＵ／リットルであり、硝酸プルトニウム水溶液（プルトニウム同位体組成としてＰｕ−２３９が１００％）の臨界濃度は約８ｇＰｕ／リットルである。