In einem Kernreaktor wird ein Moderator mit dem Uranbrennstoff vermischt, um die schnellen Neutronen auf die Geschwindigkeit thermischer Neutronen zu verlangsamen, wodurch die Spaltung in einer kontrollierten nuklearen Kettenreaktion stattfinden kann. die Kernreaktoren in den Vereinigten Staaten verwenden Wasser als Moderator. Die elastischen Kollisionen zwischen den schnellen Neutronen und dem Moderator verlangsamen die Neutronen, ohne sie zu absorbieren.
Da die Wasserstoffkerne in Wassermolekülen ungefähr die gleiche Masse besitzen wie die schnellen Neutronen, führt eine Kollision zwischen einem Neutron und einem Proton in einem Wasserstoffkern dazu, dass das Neutron fast seine gesamte kinetische Energie verliert. Neben Wasser verwenden etwa 20 Prozent der Kernreaktoren weltweit Festgraphit als Neutronenmoderator. In etwa fünf Prozent der Reaktoren weltweit wird als Moderator Schwerwasser verwendet. In einigen experimentellen Reaktortypen wurde das Element Beryllium als Moderator verwendet.
In einem Kernkraftwerk wird das als Neutronenmoderator verwendete Wasser auch verwendet, um das Wasser zu erhitzen, das die Dampfturbinen antreibt, die den Strom erzeugen. Das Moderatorwasser bleibt jedoch vollständig vom Wasser, das die Turbinen antreibt, abgeschottet. Dadurch wird verhindert, dass Radioaktivität den Reaktorkern verlässt, wo die wärmeerzeugenden Kettenreaktionen stattfinden.
