Η διάσπαση άλφα είναι μια μορφή ραδιενεργής διάσπασης στην οποία ένα σωματίδιο άλφα εκπέμπεται από ένα βαρύ στοιχείο σε μια προσπάθεια να γίνει πιο σταθερό. Οι άλλοι τύποι ραδιενεργού διάσπασης είναι η διάσπαση βήτα και η διάσπαση γάμμα. Οι ανιχνευτές σωματιδίων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση της εκπομπής σωματιδίων άλφα και η διαδικασία διάσπασης άλφα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή συσκευών ανίχνευσης. Μερικοί ανιχνευτές πυρκαγιάς, για παράδειγμα, βασίζονται στον σταθερό ρυθμό διάσπασης άλφα για να ιονίσει τον αέρα, ο οποίος μπορεί με τη σειρά του να ανιχνεύσει καπνό όταν τα σωματίδια καπνού παρεμβαίνουν στην αγωγιμότητα του ιονισμένου αέρα.
Τα συστατικά ενός πυρήνα αποτελούνται από πρωτόνια και νετρόνια που περιφέρονται από μια ομάδα ηλεκτρονίων. Υπό κανονικές συνθήκες, αυτά τα σωματίδια θα ήταν αντίθετα μεταξύ τους, προκαλώντας τη διάσπαση του πυρήνα, όπου έρχεται κάτι που είναι γνωστό ως ισχυρή πυρηνική δύναμη. Η ισχυρή πυρηνική δύναμη κρατά τον πυρήνα ενωμένο, εμποδίζοντας τα σωματίδια από το να βγουν έξω. Ωστόσο, αν και αυτή η δύναμη είναι ισχυρή, έχει ένα στενό εύρος, και στην περίπτωση ενός μεγάλου πυρήνα, μπορεί να μην μπορεί να περιέχει όλα τα σωματίδια. Ως αποτέλεσμα, το άτομο γίνεται ασταθές και αρχίζει να εκπέμπει σωματίδια, σε μια διαδικασία γνωστή ως ραδιενέργεια.
Στην περίπτωση της διάσπασης άλφα, το σωματίδιο αποτελείται από δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Αυτό το σωματίδιο τυχαίνει να είναι πανομοιότυπο στη δομή με τον πυρήνα ενός ατόμου ηλίου και μεγάλο μέρος της παροχής ηλίου της Γης στην πραγματικότητα προέρχεται από τη διάσπαση άλφα. Καθώς το σωματίδιο άλφα φεύγει από το άτομο, παίρνοντας μαζί του πρωτόνια και νετρόνια, ο ατομικός αριθμός αλλάζει και το άτομο γίνεται ένα νέο, πιο σταθερό στοιχείο. Η απώλεια μάζας μετατρέπεται σε μια μικρή έκρηξη ενέργειας.
Τα σωματίδια άλφα είναι εξαιρετικά αδύναμα. Μπορούν να σταματήσουν με ένα κομμάτι χαρτί ή ακόμα και μια μικρή θήκη αέρα, καθιστώντας την αποσύνθεση άλφα σχετικά μη απειλητική για τους ανθρώπους που εργάζονται γύρω από αυτήν. Ωστόσο, εάν ένα στοιχείο που εκπέμπει σωματίδια άλφα καταποθεί, αυτό μπορεί να προκαλέσει σοβαρό πρόβλημα. Το αέριο ραδόνιο, για παράδειγμα, μπορεί να εισπνευστεί στους πνεύμονες, όπου τα σωματίδια άλφα που εκπέμπονται από το αέριο μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή βλάβη στα ευαίσθητα κύτταρα που επενδύουν τους πνεύμονες.
Η τοξικότητα της αποσύνθεσης άλφα στο εσωτερικό του σώματος έχει υποψιαστεί σε αρκετές δηλητηριάσεις υψηλού προφίλ. Με την εισαγωγή στοιχείων που εκπέμπουν σωματίδια άλφα στα τρόφιμα, ένας δηλητηριαστής μπορεί να σκοτώσει επιτυχώς κάποιον χωρίς να προκαλέσει προβλήματα στους ανθρώπους στο περιβάλλον. Ο θάνατος από την άλφα αποσύνθεση φαίνεται να είναι ιδιαίτερα δημοφιλής στους Ρώσους κατασκόπους, αν και άλλοι μυστικοί πράκτορες είναι γνωστό ότι τον χρησιμοποιούν κατά καιρούς.