Chế tạo vũ khí hạt nhân là một tiến trình rất phức tạp. Thách thức đầu tiên là phải sở hữu các vật liệu phóng xạ cần thiết.
Uranium là một lựa chọn. Chất này tồn tại trong tự nhiên, thường được tìm thấy ở dạng chất đồng vị, với 99,3% là uranium-238 và 0,7% là uranium-235. Chỉ uranium-235 mới có thể được dùng để tạo ra năng lượng hạt nhân.
Để tách 2 đồng vị này, người ta phải dùng các máy ly tâm. U-238 nặng hơn sẽ bị loại bỏ trong khi U-235 nhẹ hơn được bơm trở lại vào máy ly tâm, tiếp tục quá trình lọc. Người ta phải dùng rất nhiều máy ly tâm để thu được một lượng lớn uranium-235.
Uranium chỉ cần làm giàu lên mức độ 5% đã đủ để trở thành nhiên liệu sản xuất điện. Nhưng nếu muốn chế tạo vũ khí hạt nhân, người ta phải làm giàu uranium lên mức độ tối thiểu là 90%.
Plutonium-239 là lựa chọn thứ hai. Chất này được sản xuất cùng uranium trong các lò phản ứng hạt nhân, tại đó người ta tách uranium ra riêng và lọc lấy plutonium.
Thường phải mất khoảng 25kg uranium-235 hoặc 8kg plutonium-239 để tạo ra một quả bom nguyên tử.
Thách thức cuối cùng là chế tạo một thiết bị với hệ thống kích nổ và lượng thuốc nổ đủ mạnh để khối nhiên liệu hạt nhân có phản ứng dây chuyền đầu tiên./.