La fissione nucleare è un processo in cui un nucleo pesante si divide in due. La maggior parte dei nuclei di attinidi (plutonio, uranio, curio, etc) fissione asimmetrica con un frammento grande e uno piccolo. Empiricamente, il frammento pesante presenta mediamente un elemento xeno (con numero di carica Z=54) indipendentemente dal nucleo di fissione iniziale. Comprendere il meccanismo che determina il numero di protoni e neutroni in ciascuno dei due frammenti è stato un enigma di lunga data.

Ci si aspettava che la deformazione dei frammenti potesse svolgere un ruolo. Infatti, i nuclei atomici possono avere forme diverse a seconda della loro struttura interna. Alcuni di loro sono sferici, la maggior parte di essi è deformata come un pallone da rugby e alcuni hanno una deformazione a forma di pera. La struttura interna dei nuclei varia in funzione del numero di protoni e neutroni che compongono i nuclei.

Per descrivere dinamicamente il processo di fissione, lo stato dell'arte della teoria nucleare è stato utilizzato da Guillaume Scamps (Università di Tsukuba) e Cédric Simenel (Australian National University). Questa simulazione della fissione nucleare utilizza la meccanica quantistica per tenere conto del movimento dei nucleoni nei nuclei e utilizza adeguate semplificazioni per risolvere il problema dei molti corpi.

Usando quel modello, nel caso del 240Pu, si è riscontrato che i frammenti di fissione sono preferibilmente formati con una deformazione piriforme (vedi figura). Questa deformazione piriforme è dovuta alla forte repulsione coulombiana dei due frammenti. Questa deformazione iniziale favorisce i nuclei piriformi allo stato fondamentale. Questo è il caso dello Xenon a causa di alcuni effetti di struttura interna associati a un numero di protoni Z=54.

Questo meccanismo è abbastanza forte da influenzare fortemente la partizione dei nucleoni in diversi sistemi di fissione. Questo meccanismo è stato trovato in simulazioni della fissione del 230Th, 234U, 236U, 246Cm e 250Cf in accordo con le osservazioni sperimentali.

Questi risultati potrebbero spiegare in futuro, sorprendenti osservazioni recenti di fissione asimmetrica di nuclei più leggeri del piombo, e migliorare le previsioni delle proprietà di fissione di nuclei esotici che influiscono sull'abbondanza di elementi prodotti nei processi astrofisici.