I en kärnreaktor är moderatorns primära funktion att bromsa de snabba neutroner som produceras av kärnklyvning. Neutroner frigörs med hög energi under fissionsprocessen, men de är för snabba för att orsaka ytterligare fission i de flesta klyvbara material. Därför används moderatormaterialet för att minska neutronens hastighet genom elastiska spridningskollisioner.

När en snabb neutron kolliderar med en moderatoratom överför den en del av sin energi till atomen, vilket får den att rekylera. Som ett resultat förlorar neutronen energi och saktar ner. Moderatoratomerna är vanligtvis lätta element, såsom väte, deuterium, beryllium eller kol, som har en låg atommassa och ett högt spridningstvärsnitt för neutroner. Det betyder att de är effektiva på att bromsa neutroner utan att fånga dem.

Genom att minska neutronernas energi ökar moderatorn sannolikheten för att de absorberas av det klyvbara materialet i reaktorhärden. Dessa klyvbara material, såsom Uranium-235 (U-235) eller Plutonium-239 (Pu-239), genomgår klyvning när de absorberar neutroner, frigör fler neutroner och genererar den kedjereaktion som upprätthåller kärnreaktorn.

Sammanfattningsvis är moderatorns primära funktion att bromsa snabba neutroner, och därigenom öka sannolikheten för deras interaktioner med klyvbart material, vilket leder till ihållande kärnklyvning och värmealstring i en kärnreaktor.