원자로 안에서 핵분열에 의하여 생기는 열을 없애는 데 쓰이는 물질. 핵분열 연쇄 반응으로 생긴 에너지는 대단히 높은 열이 되므로, 이것을 곧 식히지 않으면 원자로는 파괴되고 만다. 그러므로 원자로를 식혀 주는 냉각재가 필요하게 된다. 냉각재로는 방사능을 띠지 않는 것을 써야 하며, 이에는 높은 압력의 공기, 이산화탄소, 헬륨 등의 기체와 수은, 액체 나트륨, 나트륨과 칼륨 의 합금, 납과 비스무트의 합금 따위를 액체로 만든 것, 그리고 경수(輕水)나 중수(重水) 등이 있다. 원자로의 안팎에는 늘 이와 같은 기체나 액체 상태의 냉각재가 돌면서 노를 식히고 있다. 그런데 천연 우라늄을 쓰는 원자로에서는 경수를 쓰지 못한다. 그 까닭은 경수가 중성자를 흡수하여 핵분열 반응을 멈추게 하기 때문이다. 또한 감속재로 흑연 을 쓸 때에는 이산화탄소, 헬륨, 공기 등을 냉각재로 쓴다.