要使快中子慢化成热中子，最好的办法是让它与质量相近的原子核进行弹性碰撞，例如让它与水中的氢原子、石墨中的碳原子、金属中的铍原子进行碰撞。这种在反应堆内用来快速降低中子速度的物质，叫做“慢化剂”。增加K值的另一个方法是，增加核燃料的数量。新产生的中子数目与核燃料的体积成正比，而泄漏出去的中子数与核燃料的表面积成正比。增加核燃料的数量，体积的增长超过表面积的增长，就可使中子的泄漏相对减少一些。
要使K值保持在1以上，对裂变物质的数量有一个最低限度的要求。这个最低限度的质量叫做临界质量，相应的体积叫做临界体积。所以大量存放核燃料时，必须分散堆放，以免达到临界体积而发生链式反应或核事故。原子弹在引爆前，它的几块核炸药也是分开旋转的，只是在引爆时才把它们压紧在一起。
临界质量或临界体积与核燃料系统的组成及几何形状有密切的关系。如果核燃料系统的组成中含有很多能吸收中子的核素，则临界质量就要大大增加。因此在设计反应堆的堆芯部分时，要使用很少吸收中子的材料，例如锆、铍、石墨、重水等。
占天然铀中大多数的铀-238很少参加裂变反应，反而要吸收掉一部分中子。只有铀-235具有在慢中子（热中子）作用下发生裂变的本领。因此提高核燃料中铀-235的浓度，可以减少临界体积。
在体积相同的所有各种几何形状中，表面积最小的是球形。如果用纯铀-235制成一个圆球，它的临界质量大约为50千克，直径约16.8厘米。但作为空运的核武器，有没有办法使它更小型化一些呢？办法是有的，可以在铀-235球外包上一反射层。它能把一部分逃出去的中子重新反射回来。那时，临界质量可降到17千克左右，直径降到12厘米以下。这种反射层技术也应用在核反应堆上。