Meistens wird leichtes Wasser als Moderator verwendet, was jedoch den Nachteil hat, dass das Uran angereichert werden muss, weil leichtes Wasser Neutronen in nicht unerheblichem Maß absorbiert. Der Vorteil ist, dass leichtes Wasser preiswert ist und im Fall einer Überhitzung verdampft und dabei seine Moderationsfähigkeit verliert.

Graphit verliert dagegen auch bei hohen Temperaturen seine Fähigkeit, Neutronen abzubremsen, nicht, so dass es im Unglücksfall wie 1986 in Tschernobyl zu Kernschmelze kommen kann. Graphit-moderierte wassergekühlte Reaktoren wurden jedoch nur in Russland, der Ukraine und Litauen gebaut. Graphit wird außerdem in gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren eingesetzt. Der Kohlenstoff, aus dem Graphit besteht, fängt kaum Neutronen ein, so dass Graphit-moderierte Reaktoren mit Natururan betrieben werden können.

Auch schweres Wasser hat eine sehr geringe Tendenz zum Neutroneneinfang, so dass Schwerwasser-moderierte Reaktoren ebenfalls mit Natururan betrieben werden können. Schweres Wasser ist allerdings relativ teuer. Die kanadischen CANDU-Reaktoren arbeiten mit schwerem Wasser als Moderator.

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