中子反射层是指核装料的一种防止中子泄潜心的
包覆层。反射层通常由
铍、
石墨和铀238等材料制成。在核反应过程中，中子反射层能把核装料参与反应放出的而又可能被泄漏的中子反射回反应区，使其参加核反应以提高反应效率，从而可使核装料的临界质量明显减小。
中子反射层是指包在裂变装料外层、中子吸收截面很小的、能把核装料中逸出的部分中子反射回裂变装料的壳层。核武器的裂变装置，一般都设有金属
铍的中子反射层。有中子反射层的核装置，裂变装料的临界质量较小，可节约裂变装料。应用于压水核反应堆的改进中子反射层。这是一种含有中子吸收材料的棒形部件，它具有基本上为正方形的截面形状。在棒形部件的每一侧面上至少形成一个
冷却剂液流槽，该液流槽纵向扩展到棒形部件的整个长度。在一实施例中，棒形部件由包壳管和一些叠放在管内的中子反射块所组成。包壳管在其初始形状时为反射块方便地叠放而提供有足够的空隙。而在中子反射层投入使用之前，使中子反射层承受足够的温度和外加压力，从而使包壳管塌缩到中子反射块组件上。从Parratt迭代关系出发,讨论了粗糙界面多层膜反射率的计算方法和中子反射实验中散射矢量分辨及其在数据分析中的考虑；比较了指数项法和划分薄层法两种不同界面粗糙度处理方法的异同和使用条件,并结合CoFe/TiZr合金多层膜极化中子飞行时间反射实验数据分析，比较了不同分辨率考虑方法对应的拟合情况。结果表明：当界面粗糙度与膜层厚度相当时,划分薄层法计算反射率是较合适的算法；波长、角度分辨分别考虑法优于散射矢量整体考虑法。中子-内部结构模型图如图1所示。
能量大于 1.692 MeV 的 γ 射线能够与
铍或
氘等“靶核”发生（γ，n）反应。所以用铍作
反射层的反应堆运行时，活性区内会存在少量的光致次生中子，反应方程式如下：
这些中子的存在增加了缓发中子数目，从而影响了不同状态时反应堆的反应性。某铍反射层小型反应堆上大量的实验测量数据表明，在引入较大的阶跃反应性后，反应性随时间的衰减曲线尾部有上翘的现象，如图3所示。
关于
缓发中子应指出，在实际反应堆中，γ 射线的能量衰减、吸收和漏失都会使有效光中子产额不同，所以同样可引进光中子有效系数 Q 来考虑。考虑了光中子后，同样的渐近周期对应的反应性要大一些，如图2所示。
相关研究堆采用铍作反射层，铍与
裂变放出的高能 γ 光子发生（γ，n）反应产生中子，这些中子成为铍的
光激中子。铍的（γ，n）反应
阈能为 1.66 MeV，光激缓发中子的平均能量为 0.67MeV。由于其平均能量低，对热堆而言，光激中子比裂变瞬发中子的价值高。由于运行任务的需要，研究堆经常需要频繁的停堆倒换燃料，每次
当没有铍的光激中子时，反应堆停堆后再启动必须使用外中子源；有铍的光激中子后，停堆 12 个月时堆内中子源强仍达约105 s-1，物理启动时仍可不需要外加
中子源。物理启动中，当堆芯 keff 达到 0.998 时，堆内中子源强是刚开始倒换料时的 90 倍左右，是铍引起的光激中子源强的 500 倍左右，是 HFETR稳态运行时源强的0.021%左右。反应堆达到临界状态时的中子源强和 γ几乎无关，和向临界过渡初始时刻的次临界度关系不大。向超临界过渡过程中 γ 应小于 10-4。在缓发超临界状态下，在负温度效应反馈下，反应堆功率会形成“脉冲”式变化，即使仅引入0.3β，反应性堆功率也会增长105倍，功率达到最大值所需要的时间为194s。 在缓发超临界下，功率增加会引起物理启动前已投入的“小功率保护”动作而停堆。发生瞬发超临界的几毫秒内，堆功率能增长到 104 MW，约40ms达到105~106MW功率峰值。在瞬发临界状态下反应堆的保护系统不起作用，必需通过技术和管理手段避免发生瞬发超临界。