147N + 10n → 146C + 11H; 105B + 10n → 73Li + 42He.

¹⁴₇N + ¹₀n → ¹⁴₆C + ¹₁H;

¹⁰₅B + ¹₀n → ⁷₃Li + ⁴₂He.

В начале 1934 года Ферми начал изучать действие медленных нейтронов на ядра урана. Результаты этих экспериментов превзошли все ожидания: в продуктах взаимодействия удалось обнаружить неизвестные изотопы каких-то элементов, испускающие бета-частицы. Но какие? Предположили, что взаимодействие урана с нейтронами происходит по схеме:

23892U + 10n → 23992U + γ

²³⁸₉₂U + ¹₀n → ²³⁹₉₂U + γ

Но образующийся изотоп урана, как считал Ферми, не мог быть стабильным и легко испускал бета-частицы:

23992U → 23993Э + β–

²³⁹₉₂U → ²³⁹₉₃Э + β^–

Поэтому Ферми высказал мысль, что при взаимодействии урана с нейтронами образуется новый, не встречающийся в природе элемент, который в периодической системе должен был располагаться за ураном. И хотя первый заурановый элемент — нептуний — был получен именно таким способом, оказалось, что в опытах Ферми фигурировал совсем не он…

Что именно получается в результате «бомбардировки» урана нейтронами, взялись выяснить французский ученый Фредерик Жолио-Кюри и серб Савич. Они пришли к неожиданному выводу: в продуктах взаимодействия урана с нейтронами присутствует элемент № 57 — лантан. Это было удивительно и непонятно: искали трансураны, а обнаружили элемент середины таблицы Менделеева. Объяснили непонятное явление немецкие радиохимики Ган и Штрассманн лишь в 1939 году.

Природный уран, как выяснили ученые, состоит из смеси трех изотопов с массовыми числами 238, 235 и 234. Первого из них, урана-238, в природном уране 99,28 процента; урана-235 — только 0,71 процента, а урана-234 — и того меньше. И вот обнаружилось, что с медленными нейтронами уран-235 взаимодействует очень своеобразно. Это приводит к совершенно новой ядерной реакции. Образовавшееся ядро изотопа урана-236 вместо испускания бета-частицы распадается на два осколка примерно равной массы с одновременным «рождением» двух или трех нейтронов. Схему такого взаимодействия урана-235 с нейтроном можно представить следующим образом:

23592U + 10n → 23692U → 9336Kr + 14056Ba + 310n

²³⁵₉₂U + ¹₀n → ²³⁶₉₂U → ⁹³₃₆Kr + ¹⁴⁰₅₆Ba + 3¹₀n

При такой реакции выделяется громадная энергия и образующиеся осколки с большой скоростью разлетаются в разные стороны.