و يعتمد هذا النوع من القنابل على عملية الانشطار النووي بالإضافة الى فكرة الكتلة الحرجة،  حيث يتم إطلاق قذيفة مصنوعة من اليورانيوم،  لايصال عنصر معين لمرحلة من التحمل مما يضع عناصر معينة في حالة دائمة تسمى الكتلة فوق الحرجة،  حيث تستمر عملية الانشطار بدون تسليط نيوترونات خارجية عليها.  وتم استخدام هذا النوع من القنابل لأول مره على مدينة هيروشيما وعرفت باسم قنبلة الفتى الصغير،  وبلغت قوة القنبلة 15كيلوطن من مادةTNTالمتفجرة.  يتطلب مفهوم سلاح الانشطار النووي دفع الكتل دون الحرجة معًا إلى كتلة فوق الحرجة. يبدأ التفاعل المتسلسل (انظر الشكل 83) باتحاد نيوترون مع ذرة يورانيوم 235 ‏(U) ليصبح يورانيوم 236 بشكل عابر قبل الانقسام (الانشطار) إلى ذرتين أصغر (مثل الباريوم والكريبتون) بالإضافة إلى بعض النيوترونات الإضافية (ثلاثة في الحالة) من الباريوم والكريبتون) وبعض الحرارة.  كل منها تنتج نيوترونات إضافية وحرارة في سلسلة تنمو بسرعة حتى يتم استهلاك اليورانيوم بالكامل أو نفخه.  ويحتوي كيلوغرام اليورانيوم على حوالي 24 تريليون تريليون ذرة،  تم استخدام تصميم المدفع في القنبلة التي أسقطت على هيروشيما عام 1945 (الشكل 84).  يحدث انفجار نووي وتتبخر كل المواد في الانفجار.  بندقية- القنابل من النوع غير فعالة في استخدامها لليورانيوم المخصب وبالتالي فهي غير مرغوب فيها بالنسبة لطرف لديه القليل من اليورانيوم.  كما أن تطويرها غير مرئي للصور العامة.  يمكن جعل القنابل المسدسية آمنة نسبيًا للتعامل معها.  ولأنها تستخدم يورانيوم منخفض السمية نسبيًا،  وبالتالي يمنع حدوث التفاعل المتسلسل الكامل.