اليورانيوم 235 (U-235) واليورانيوم 238 (U-238) والبلوتونيوم

ليس اليورانيوم هو المادة الوحيدة المستعملة في صنع القنابل الذرية. هناك مادة أخرى هي عنصر البلوتونيوم، في النظير  Pu-239. البلوتونيوم لا يوجد طبيعيا (عدا آثارضئيلة للغاية)، ويتم دائما صنعه من اليورانيوم. إن الطريقة الوحيدة لإنتاج البلوتونيوم من اليورانيوم هي القيام بمعالجة اليورانيوم 238(U-238) من خلال المفاعل النووي. وبعد فترة من الزمن، فإن النشاط الإشعاعي المكثف يتسبب في جعل المعدن يأخذ جزيئات إضافية، وبالتالي فإن ذرات أكثر وأكثر تتحول إلى البلوتونيوم.

البلوتونيوم لن يبدأ التفاعل المتسلسل السريع بنفسه، ولكن هذه الصعوبة يمكن حلها بإيجاد مصدر نيوترونات، هذا المصدر يكون ذو نشاط إشعاعي عال بحيث يعطي هو النيوترونات أسرع من البلوتونيوم نفسه. وفي أنواع معينة من القنابل، فإن مزيج من عناصر البريليوم والبلوتونيوم يستعمل لإيجاد هذا التفاعل. ويحتاج فقط لقطعة صغيرة منه. المادة ليست قابلة للإنشطار  بنفسها ولكن تعمل كمجرد عامل مساعد للتفاعل الأعظم.