La fisión nuclear es un proceso en el que un núcleo pesado se divide en dos. La mayoría de los núcleos de actínidos (plutonio, uranio, curio, etc) fisión asimétrica con un fragmento grande y uno pequeño. Empíricamente, el fragmento pesado presenta en promedio un elemento xenón (con número de carga Z =54) independientemente del núcleo de fisión inicial. Entender el mecanismo que determina la cantidad de protones y neutrones en cada uno de los dos fragmentos ha sido un enigma de larga data.

Se esperaba que la deformación de los fragmentos pudiera influir. En efecto, los núcleos atómicos pueden tener diferentes formas dependiendo de su estructura interna. Algunos de ellos son esféricos, la mayoría de ellos están deformados como una pelota de rugby y algunos tienen una deformación en forma de pera. La estructura interna de los núcleos varía en función del número de protones y neutrones que componen los núcleos.

Para describir dinámicamente el proceso de fisión, Guillaume Scamps (Universidad de Tsukuba) y Cédric Simenel (Universidad Nacional de Australia) han utilizado el estado del arte de la teoría nuclear. Esta simulación de la fisión nuclear utiliza la mecánica cuántica para tener en cuenta el movimiento de los nucleones en los núcleos y utiliza simplificaciones adecuadas para resolver el problema de muchos cuerpos.

Usando ese modelo, en el caso del 240Pu, Se ha encontrado que los fragmentos de fisión se forman preferiblemente con una deformación en forma de pera (ver figura). Esta deformación en forma de pera se debe a la fuerte repulsión de Coulomb de los dos fragmentos. Esta deformación inicial favorece a los núcleos en forma de pera en su estado fundamental. Este es el caso del xenón debido a algunos efectos de estructura interna asociados con un número de protones Z =54.

Este mecanismo es lo suficientemente fuerte como para influir fuertemente en la partición de nucleones en varios sistemas de fisión. Este mecanismo se ha encontrado en simulaciones de la fisión de 230Th, 234U, 236U, 246Cm y 250Cf de acuerdo con las observaciones experimentales.

Estos hallazgos pueden explicar en el futuro, sorprendentes observaciones recientes de fisión asimétrica de núcleos más ligeros que los de plomo, y mejorar las predicciones de las propiedades de fisión de núcleos exóticos que impactan la abundancia de elementos producidos en los procesos astrofísicos.