La majoria dels reactors de fissió són reactors de neutrons tèrmics que utilitzen un moderador de neutrons per alentir ("termalitzar") els neutrons produïts per la fissió nuclear. La moderació augmenta substancialment la secció transversal de la fissió per a nuclis físsil com ara l'urani-235 o el plutoni-239. A més, l'urani-238 té una secció transversal de captura molt més baixa per als neutrons tèrmics, permetent que més neutrons provoquin la fissió dels nuclis físsil i propaguen la reacció en cadena, en lloc de ser capturats per 238U. La combinació d'aquests efectes permet als reactors d'aigua lleugera utilitzar urani poc enriquit. Els reactors d'aigua pesada i els reactors moderats per grafit poden utilitzar urani natural fins i tot quan aquests moderadors tenen seccions de captura transversal de neutrons molt més baixes que l'aigua.
Reactors de neutrons tèrmics que utilitzen un moderador de neutrons per frenar