原子核を一緒に保持する核力は非常に強く、一般的には陽子の間の反発電磁力よりもはるかに強い。 しかし、核力も短距離であり、電磁力は無制限の範囲を持っている間、約1フェムトメーターを超えて強度が急速に低下する。, したがって、核を一緒に保つ引力核力の強さは、核子の数に比例するが、核を離れて破壊しようとする総破壊的な電磁力は、その原子番号の二乗にほぼ比例する。 210以上の核子を持つ核は非常に大きく、それを一緒に保持する強い核力は、それが含む陽子の間の電磁反発をほとんど相殺することができない。 アルファ崩壊が発生しな原子核の手段として増加による安定性の低減です。,
一つの好奇心は、アルファ粒子、ヘリウム核は、単一の陽子または中性子または他の原子核のような他の粒子とは対照的に、優先的に放出される その理由の一部は、アルファ粒子の高い結合エネルギーであり、その質量は二つの陽子と二つの中性子の質量の合計よりも小さいことを意味する。 これは崩壊エネルギーを増加させる。, 方程式で与えられる全崩壊エネルギーの計算
E=(m i−m f−m p)c2{\displaystyle E=(m_{\text{i}}-m_{\text{f}}-m_{\text{p}})c^{2}}
ここで、m i{\displaystyle m_{\text{i}}}は核の初期質量、m f{\displaystyle m_{\text{f}}}は粒子放出後の核の質量、m f{\displaystyle m_{\text{f}}}は粒子放出後の核の質量である。m p{\displaystyle m_{\text{p}}}は放出された粒子の質量であり、ある場合にはそれが正であり、アルファ粒子の放出が可能であることがわかるが、他の崩壊モードはエネルギーを加える必要がある。, 例えば、ウラン232の計算を行うと、アルファ粒子の放出は5.4MeVのエネルギーを与えるが、単一の陽子放出は6.1MeVを必要とすることが示されている。 崩壊エネルギーの大部分はアルファ粒子自体の運動エネルギーになりますが、エネルギーの運動量の保存を維持するためには核自体の反動に行きます（原子, しかし、ほとんどのアルファ放出放射性同位体の質量数は210を超えているため、アルファ粒子の質量数よりもはるかに大きい（4）核の反動に行くエネルギーの割合は一般に2％未満である。
しかし、これらの崩壊エネルギーは、アルファ粒子が逃げるのを防ぐ電磁力によって生成される反発ポテンシャル障壁よりも実質的に小さい。, アルファ粒子を無限遠から核力の影響の範囲外の核の近くの点まで持って来るのに必要なエネルギーは、一般的に約25MeVの範囲にある。 アルファ粒子は、その壁が無限遠での電位より25MeV上にあるポテンシャル障壁の内側にあると考えることができます。 しかし、崩壊アルファ粒子は、脱出に必要なエネルギーよりもはるかに少ない、無限遠での電位よりも約4-9MeVのエネルギーしか持っていません。
しかし、量子力学は、アルファ粒子が量子トンネリングを介して脱出することを可能にする。, 1928年にGeorge GamowとRonald Wilfred GurneyとEdward Condonによって独立して開発されたアルファ崩壊の量子トンネル理論は、量子論の非常に印象的な確認として歓迎されました。 基本的に、アルファ粒子は核を閉じ込める壁を通過するのに十分なエネルギーを獲得するのではなく、壁を通ってトンネルを通ることによって核か, ガーニーとコンドンはその論文で以下のような観察を行った：
これまで核の特別な任意の”不安定性”を仮定する必要があったが、以下の注意では、崩壊は特別な仮説なしに量子力学の法則の自然な帰結であることが指摘されている。.. 多くは、α粒子が核内のその場所から投げつけられる爆発的な暴力について書かれています。 しかし、上の写真のプロセスから、α粒子はほとんど気付かれずに滑り落ちると言うでしょう。,
理論は、アルファ粒子は、一定の運動であるが、電磁力によって核内に保持された核内の独立した粒子とみなすことができると仮定 電磁力の反発ポテンシャル障壁との衝突ごとに、それがその道をトンネルする小さなゼロでない確率があります。 1.5×107m/sの速度を持つアルファ粒子は、約10-14mの核直径内で毎秒1021回以上障壁と衝突します。, しかし、各衝突での脱出確率が非常に小さい場合、脱出確率が50％に達するまでに必要な時間であるため、放射性同位体の半減期は非常に長くなります。 極端な例として、同位体ビスマス209の半減期は2.01×1019年である。
質量数A=5、A=8、143≤A≤155、160≤A≤162、およびa≤165の二重ベータ崩壊に関しても安定であるベータ崩壊安定アイソバーの同位体は、アルファ崩壊を起こすと理論 他のすべての質量数（アイソバール）は、理論的に安定な核種を正確に一つ持っています）。, 質量5のものはヘリウム4と陽子または中性子に崩壊し、質量8のものはヘリウム4原子核に崩壊し、半減期（ヘリウム5、リチウム5、ベリリウム8）は非常に短く、他のすべての核種の半減期とは異なり、非常に長い≥209である。 （A≥209の核種は146Smを除く原始核種である。）
理論の詳細を解明することは、放射性同位体の半減期をそのアルファ粒子の崩壊エネルギーに関連する方程式、経験的ガイガー-ナットールの法則の理論的導出につながる。