Brug af plutonium fra reaktorer medfører udfordringer på grund af det høje indhold af isotopen plutonium-240. Denne isotop har en høj rate af spontan fission, hvilket kan udløse en for tidlig kædereaktion, før det ønskede komprimeringsniveau er nået. Dette fænomen kaldes præ-detonation og reducerer den samlede sprængkraft betydeligt.
For at modvirke dette kræves der specifikke tekniske designløsninger. For det første benytter man ofte en mere hurtig implosionsmekanisme. Ved at bruge kraftigere og hurtigere detonatorer kan man komprimere kernen hurtigere, end de spontane neutroner kan nå at skabe en uønsket kædereaktion.
For det andet kan man justere geometrien af kernen eller anvende specielle reflektorer, der kontrollerer neutronstrømmen mere præcist. Designet skal sikre, at den kritiske masse kun opnås i det præcise øjeblik, hvor implosionen er fuldført. Det kræver ekstrem præcision i både den mekaniske styring og de kemiske sammensætninger i sprængstofferne for at sikre maksimal effektivitet trods de urenheder, der findes i reaktor-plutonium.
