Les fissions d'un noyau en deux fragments sont de loin les plus fréquentes. Une fission caractéristique est la réaction :

Le fragment le plus lourd est un isotope très radioactif du xénon qui comporte 4 neutrons de plus (86) que l'isotope stable le plus proche. Ce fragment lourd va évoluer en gardant ses 140 nucléons pour se transformer, grâce à l'émission successive de quatre électrons bêta. en un noyau stable. Ce noyau stable est un noyau de cérium-140, comportant 4 neutrons de moins ( 82) et 4 protons de plus (58) que le xenon-140 initial.

Le fragment léger de strontium-94 aboutit pour sa part, après une évolution similaire, à un noyau de zirconium-94 stable.

Ce scénario est général. Les fragments bruts retrouvent la stabilité dont ils sont éloignés en utilisant les deux moyens mis à leur disposition par la Nature: l'expulsion des neutrons et les désintégrations bêta. L'expulsion de neutrons est rare, car . gourmande en énergie. Elle se produit au début de la cascade de transformations, car ensuite elle devient impossible. Bien que marginale, cette expulsion de neutrons dits retardés joue un rôle important dans les réacteurs facilitant le contrôle de la réaction en chaîne.

Ce sont les désintégrations bêta qui assurent surtout le retour vers la stabilité. Dans l'exemple du xénon-140 et du strontium-94, l'évolution vers des produits de fission stables est rapide. Ce n'est pas toujours le cas. L'arrivée au fond de la vallée de stabilité peut prendre beaucoup de temps. Un fragment de 137 nucléons mettra 30 ans pour franchir la dernière étape et passer du césium-137 au baryum-137. Un fragment de 99 nucléons mettra 210 000 ans pour passer du technétium-99 au ruthénium-99 final.

Ces produits de fission qui mettent du temps à franchir l’ultime étape vers la stabilité sont responsables d’une grande partie de la radioactivité du combustible usé des réacteurs.

Sujets voisins : produits de fission à vie courte et à vie longue