介绍的核燃料微观裂变截面随中子能量变化的规律可知，低能中子引发燃料核裂变的“能力”大大高于高能中子，就是说，建造一个用低能中子引发裂变的核反应堆，要比建造用高能中子引发核裂变的反应堆容易得多。然而，核燃料原子核裂变时放出的都是高能中子，其平均能量达到2MeV，最大能量可达10MeV。要建造低能中子核安全专业实务引发裂变的反应堆，就一定要设法让中子的能量降下来。这可以通过向堆中放置慢化剂、让中子与慢化剂核发生散射反应来实现。

      经验告诉我们，一个运动着的小球如果和一个质量比它大得多的物体碰撞，碰撞后小球的能量不会有太多的损失;如果小球与质量较小的物体碰撞，自身的能量损失就很显著，中子与氢核碰撞时，有可能碰一次就损失全部能量;而中子与铀-238 发生一次碰撞，可捐失的最大能量约为碰撞前能量的2%。可见必须采用轻元素来做慢化剂。核反应堆中常用的慢化剂有水(氢)重水(氘)和石器(碳)等。在核反应堆物理中，常用“慢化能力”和“慢化比”这两个量来衡量慢化剂的优劣。

      慢化能力是慢化剂的宏观散射截面，与每次散射碰撞后中子损失能量E的乘积。工越大，说明中子与慢化剂发生散射的机会越多;E越大，则说明每次散射中子损失能量越多。两者相乘，反映了慢化剂慢化中子的能力。然而，仅用慢化能力还不能全面反映一种材料是否适合作为慢化剂，或是否具有优良的慢化性能。我们知道，任何一种核，除能散射中子外，也会吸收中子。如果其吸收截面∑。过大，会引起堆内中子的过多损失而不适合作为慢化剂。鉴于此，另外定义一个量5·∑，∑，称为慢化比。

      显然这个物理量才比较全面地反映了慢化剂的优劣。好的慢化剂不仅应该具有较大的慢化能力，还应该具有大的慢化比。在几种常用慢化剂中，水的慢化能力最强，故用水作慢化剂的反应堆芯体积可以做得较小，但水的慢化比较小，这是因为它的吸收截面较大，所以水堆必须用浓缩铀作燃料。重水和石墨的慢化比都比较大，因为它们的吸收截面很小。因此重水堆和石墨堆都可以采用天然铀作核燃料。但是这两种物质的慢化能力比水要小得多，故重水堆和石墨堆(尤其是后者)的堆芯体积要比轻水堆大得多。裂变放出的高能中子(亦称快中子)在慢化到低能的过程中，必然会经过中能阶段。中子慢化到这一能区时，必然有一部分要被铀-238核共振吸收，其余的中子继续慢化。在慢化过程中逃脱共振吸收的中子份额就称为逃脱共振吸收几率，一般用P来表示。逃脱共振吸收后的中子继续通过散射反应而慢化，但中子的速度不可能最后慢化到零。当中子的速度降低到一定程度后，就与周围介质中的核处于热平衡状态了，慢化过程也就结束了。与介质原子核处于热平衡状态的中子为热中子。在20℃时热中子的最可小速度是2200m/s，相应的能量是00253eV。

      裂变中子慢化为热中子，需经历与慢化剂核的多次碰撞。假设将能量为2MeV的中中子慢化到leV，那么中子必须与水中的氢原子核平均碰撞 18次。慢化所需的时间称为慢化时间。对于水，慢化时间约6x10-6s。裂变中子慢化为热中子后，还会继续在介质中进行扩散，直至被吸收。热中子从产生到被吸收之前所经历的平均时间称为扩散时间。在常见的慢化剂中，热中子的扩散时间一般在10-4-102，扩散过程要比慢化过程慢得多。快中子的慢化时间和热中子的扩散时间越长，则中子在介质中慢化和扩散时越容易泄漏出去。