Na fissão do urânio-235, esse átomo é dividido em átomos mais leves quando bombardeado por um nêutron.
Nos reatores nucleares, novas reações ocorrem a partir dos nêutrons liberados na fissão, caracterizando uma reação em cadeia. Essa reação é mais eficiente quando esses nêutrons têm energia cinética baixa. Por isso, é utilizada uma substância moderadora na qual os nêutrons possam colidir, transferindo parte da energia.
Considere que essas colisões são frontais e aproximadamente elásticas, que a substância moderadora é um alvo em repouso e que as velocidades dos nêutrons, \( \upsilon_{nf} \) , e da substância moderadora, \( \upsilon_{sf} \) , após a colisão, são:
\( \upsilon_{nf}=(\dfrac{m_{n}-m_{s}}{m_{n}+m_{s}})\upsilon_{0} \)
\( \upsilon_{sf}=(\dfrac{2m_{n}}{m_{n}+m_{s}})\upsilon_{0} \)
em que mn é a massa do nêutron, ms é a massa da substância moderadora e \( \upsilon_0 \) é a velocidade inicial do nêutron.
A substância moderadora que promoverá a maior redução de velocidade dos nêutrons, nesse processo de colisão, será:
