Середнє число зіткнень N, середній час уповільнення t і середнє квадратичне видалення LБ нейтрона від джерела при уповільненні нейтрона в необмеженому середовищі від енергії 1 МеВ до енергії 0,1 еВ
В процесі уповільнення нейтронів утворюються т. Н. теплові нейтрони, що знаходяться в тепловій рівновазі з середовищем, в якій відбувається уповільнення. Середня енергія теплового нейтрона при кімнатній температурі дорівнює 0,04 еВ. В процесі уповільнення частина нейтронів поглинається ядрами або вилітає з середовища назовні, тобто втрачається. У сповільнювачах, що містять легкі ядра, втрати на поглинання малі і велика частина нейтронів, випущених джерелом, перетворюється в теплові нейтрони, за умови, що розміри сповільнювача досить великі, в порівнянні з розміром LБ.
До числа кращих сповільнювачів, широко використовуваних в ядерній фізиці і ядерній техніці для перетворення швидких нейтронів в теплові, відносяться вода, важка вода, берилій, графіт.
Вода. Особливості звичайної води як сповільнювач - її доступність і дешевизна. Недоліками води є низька температура кипіння (100 ° C при тиску 1 атм) і поглинання теплових нейтронів. Перший недолік усувається підвищенням тиску в першому контурі. Поглинання теплових нейтронів водою компенсують застосуванням ядерного палива на основі збагаченого урану.
Важка вода. Важка вода за своїми хімічними і теплофізичних властивостях мало відрізняється від звичайної води. Вона практично не поглинає нейтронів, що дає можливість використовувати в якості ядерного палива природний уран в реакторах з важководного сповільнювачем. Недоліком важкої води є її висока вартість.
Графіт Природний графіт містить до 20% різних домішок, в тому числі і бор, хороший поглинач. Тому природний графіт непридатний як сповільнювач нейтронів. Реакторний графіт отримують штучно з суміші нафтового коксу і кам'яновугільної смоли. Спочатку з суміші пресують блоки, а потім ці блоки термічно обробляють при високій температурі. Графіт має щільність 1,6-1,8 г / см 3. Він сублімує при температурі 3800-3900 ° С. Нагріте в повітрі до 400 ° C графіт загоряється. Тому в енергетичних реакторах він міститься в атмосфері інертного газу (гелій, азот).
Берилій. Берилій один з кращих сповільнювачів. Він має високу температуру плавлення (тисячу двісті вісімдесят дві ° C) і теплопровідність, сумісний з вуглекислим газом, водою, повітрям і деякими рідкими металами. Однак, в порогової реакції 9Be (n, 2n) 2? виникає гелій, тому при інтенсивному опроміненні швидкими нейтронами всередині берилію накопичується газ, під тиском якого берилій розпухає. Застосування берилію обмежено також його високою вартістю. З берилію виготовляють відбивачі і витискувачі води в активній зоні дослідних реакторів.