Dalam hal kemampuan memoderasi neutron, air berat berada pada
urutan berikutnya setelah air
ringan, tetapi air berat hampir tidak menyerap neutron. Oleh karena itu jika
air berat dipakai sebagai moderator, maka dengan hanya menggunakan uranium alam
(tanpa pengayaan)
reaktor dapat beroperasi dengan baik. Bejana reaktor (disebut kalandria) merupakan
tangki besar yang berisi air berat, di dalamnya terdapat pipa kalandria yang
berisi perangkat
bahan bakar. Tekanan air berat biasanya berkisar pada tekanan satu atmosferdan
temperaturnya dijaga agar tetap di bawah 100o C. Akan tetapi
pendingin dalam pipa kalandriamempunyai
tekanan dan temperatur yang tinggi, sehingga konstruksi pipa kalandriaberwujud pipa
tekan yang tahan terhadap tekanan dan temperatur yang tinggi.
Reaktor Air Berat Tekan (Pressurized
Heavy Water Reactor, PHWR) :CANadian Deuterium Uranium Reactor
(CANDU) adalah suatu PLTN yang tergolong pada tipe reaktor
pendingin air berat tekan dengan pipa tekan. Reaktor ini merupakan reaktor air berat yang
banyak digunakan. Bahan bakar yang digunakan adalah uranium alam. Kanada
menjadi pelopor penyebaran reaktor tipe ini di seluruh dunia.
Reaktor Air Berat Pendingin Gas (Heavy
Water Gas Cooled Reactor, HWGCR): HWGCR atau
sering dibalik GCHWR adalah suatu tipe reaktor nuklir yang menggunakan air berat sebagai
bahan moderatornya, sehingga pemanfaatan neutronnya optimal. Gas pendingin
dinaikkan temperaturnya sampai pada tingkat yang cukup tinggi sehingga efisiensi termal reaktor
ini dapat ditingkatkan. Tetapi oleh karena persoalan pengembangan bahan kelongsong
yang tahan terhadap temperatur tinggi dan paparan radiasi lama belum terpecahkan
hingga sekarang, maka pada akhirnya di dunia hanya terdapat 4 reaktor tipe ini. Di negara
Perancis reaktor tipe ini dibangun, tetapi sebagai bahan kelongsong tidak digunakan
berilium melainkan stainless
steel.
Reaktor Air Berat Pembangkit Uap (Steam
Generated Heavy Water Reactor, SGHWR) : Reaktor ini
sering disebut Light
Water Cooled Heavy Water Reactor (LWCHWR) dan hanya ada di Pusat
Penelitian Winfrith Inggris. Reaktor berdaya 100 MWe ini merupakan prototipe reaktor
pembangkit daya tipe SGHWR dan beroperasi dari tahun 1968 sampai tahun 1990. Pada waktu itu
reaktor SGHWR sempat menjadi suatu fokus pengembangan di Inggris, tetapi oleh karena
persoalan ekonomi maka tidak dikembangkan lebih lanjut. Sementara itu
Jepang mengembangkan reaktor air berat yang disebut Advanced Thermal Reactor (ATR).
Jepang membangun reaktor ATR Fugen berdaya 165 MWe. Keunikan darireaktor ATR
ini adalah, bahan bakar dapat terbuat dari uranium dengan pengayaan rendah atau uranium
alam yang diperkaya dengan plutonium. Pada saat bahan bakar terbakar, penyusutan
plutonium di bahan bakar sedikit sekali. Reaktor prototipe Fugen dioperasikan sejak tahun
1979, tetapi karena terjadi perubahan kebijakan dari pemerintah, sampai saat
ini reaktor
ATR komersial belum pernah terwujud. Reaktor Fugen beroperasi hingga tahun 2002 dan pada tahun
berikutnya direncanakan untuk didekomisioning.
