Нарушение характерного для стабильных ядер соотношения числа протонов и нейтронов, приводит к вылету мгновенных нейтронов деления. Эти нейтроны испускаются возбужденными движущимися осколками за время, меньшее, чем 4·10^-14 с. В таблице 1 показаны результаты измерения среднего количества мгновенных нейтронов ν, образующихся в одном акте деления. В среднем в каждом акте деления испускается 2-3 мгновенных нейтрона.

	Вынужденное деление			Спонтанное деление
Ядро	233U+n	235U+n	239Pu+n	238Pu	240Pu	242Pu	242Cm	244Cm	252Cf
ν	2.58	2.47	3.05	2.33	2.26	2.18	2.65	2.80	3.87

При увеличении энергии возбуждения среднее количество мгновенных нейтронов растет (рис.1). Из этого факта, а также из того, что кинетическая энергия осколков деления сравнительно мало зависит от энергии возбуждения делящегося ядра, можно сделать вывод, что она в основном переходит в энергию возбуждения осколков. Испускание более чем одного нейтрона в каждом акте деления дает возможность получить энергию за счет цепной ядерной реакции деления.

Теоретически между кинетическими энергиями E тяжелого (т) и легкого (л) осколков и их массами M существует следующее соотношение, вытекающее из закона сохранения импульса:

Е_л/Е_т = М_т/M_л   (1)

Из-за мгновенных нейтронов определенные экспериментально в каждом отдельном акте деления кинетические энергии осколков, строго говоря, не связаны с их массами соотношением (1), поскольку оно не учитывает импульсов нейтронов. Однако легко убедиться, что это нарушение весьма незначительно. Более того, при многократных измерениях обсуждаемый эффект нарушения соотношения (1) полностью исчезает из-за усреднения по возможным вариантам вылета мгновенных нейтронов из движущихся осколков. Очевидно, сумма масс осколков, входящих в соотношение (1), должна быть взята за вычетом массы мгновенных нейтронов.

Оказалось, что небольшая доля (~1%) нейтронов, испускающихся в процессе деления, появляется с некоторым запаздыванием относительно момента деления (так называемые запаздывающие нейтроны). Время запаздывания достигает 1 мин. Было установлено, что запаздывающие нейтроны испускаются остановившимися осколками после предварительного β^--распада. Причины испускания запаздывающих нейтронов легко понять из рис.2. β^--распад осколков приводит к образованию дочерних ядер не только в основном, но и в возбужденных состояниях. Если энергия возбуждения превышает энергию отделения нейтрона В(n), то происходит испускание запаздывающих нейтронов.

Образовавшиеся в результате деления осколки испускают нейтроны непосредственно после деления, когда они находятся на расстоянии ~ 10^-8см. что соответствует ~ 10^-17с после захвата нейтрона ядром. Эти вторичные нейтроны, возникающие в результате деления, в отличие от первичных нейтронов, вызывающих деление, называются мгновенными нейтронами деления, и также уносят часть энергии Q_f. Впервые вторичные нейтроны деления наблюдались Ж. Кюри в 1939 г. при делении ²³⁵U тепловыми нейтронами, а в 1941 г. Э.Ферми были зарегистрированы нейтроны, испускаемые при спонтанном делении ядер ²³⁸U. Измерения показали, что на один акт деления возникает от одного до пяти вторичных нейтронов. Среднее число вторичных нейтронов на один акт деления является важнейшей характеристикой для осуществления цепной реакции деления.

Помимо мгновенных существуют также запаздывающие нейтронами, испускаемые продуктами деления через некоторое время (от нескольких миллисекунд до нескольких минут) после реакции деления тяжёлых ядер. Объяснение этого явления заключается в том, что запаздывающие нейтроны могут быть испущены ядром-осколком лишь после того, как оно испытает β-распад (нейтроны испускаются в том случае, если энергия связи нейтрона в осколке меньше энергии возбуждения). Поэтому периоды полураспада для запаздывающих нейтронов совпадают с периодами полураспада для предшествующих им β-распадов. Например, для урана наблюдается 5 групп запаздывающих нейтронов с периодом полураспада от 0,43 сек. до 55,6 сек. Именно благодаря существованию запаздывающих нейтронов возможно создание ядерных реакторов. Запаздывающие нейтроны позволяют держать цепную реакцию деления атомов топлива в реакторе под контролем.

Энергетический спектр мгновенных нейтронов является непрерывным с максимумом около 1 МэВ. Средняя энергия мгновенного нейтрона близка к 2 МэВ. Энергетический спектр нейтронов, апроксимируется соотношением

где ε - кинетическая энергия нейтронов в Мэв (рис.1). Это соотношение получено в предположении, что нейтроны испускаются движущимися осколками. Хорошее описание экспериментальных данных, показывает, что нейтроны испускаются после того, как ядро разделилось. Значения параметра k для некоторых ядер приведены в таблице 1.