La particule alpha est un type de rayonnement ionisant. Avec ses partenaires les particules gamma et les particules bêta, les particules alpha sont l’une des formes de rayonnement les plus répandues. Chaque particule est essentiellement un noyau d’hélium, qui se compose de deux neutrons et de deux protons, sans électrons, ce qui lui confère une charge nette positive. En raison de leur masse relativement élevée, ces particules sont la forme de rayonnement ionisant la plus destructrice, mais le compromis est que leur pénétration est faible. Un morceau de papier arrête les particules alpha, tandis que les particules bêta plus légères nécessitent une barrière en aluminium.
Les particules alpha sont émises par diverses substances radioactives. Contrairement à la désintégration bêta, la désintégration alpha est médiée par la force forte. Selon les lois newtoniennes classiques, l’attraction du noyau devrait être trop forte pour laisser les particules alpha le quitter en aucune circonstance. Cependant, le tunnel quantique le permet de toute façon. L’effet tunnel quantique est la téléportation instantanée de la particule vers un endroit en dehors du noyau.
Parce que les particules alpha ont une force de pénétration si faible, elles sont arrêtées par la peau humaine, présentant peu de danger à moins que la source ne soit avalée. Ce fut le triste sort de l’ex-espion russe Alexander Litvinenko, considéré comme la première personne à mourir d’une intoxication aiguë aux radiations à la suite de l’ingestion du polonium émetteur alpha. D’autres émetteurs alpha connus comprennent l’américium (que l’on trouve dans les détecteurs de fumée), le radium, le gaz radon et l’uranium. Lorsqu’ils sont couplés avec certaines autres substances radioactives, les émetteurs alpha peuvent agiter les émetteurs de neutrons pour libérer les neutrons. L’émission de neutrons est un élément essentiel de la conception des réacteurs nucléaires et des armes nucléaires.
Lors d’enquêtes sur les effets du tabagisme sur la santé, il a été découvert que les feuilles de tabac contiennent de petites quantités de polonium, qui émet des particules alpha. Il est théorisé que cela pourrait être en partie responsable du cancer du poumon chez les fumeurs. Dans l’évolution, les émetteurs alpha jouent un rôle essentiel : leur probabilité de provoquer une mutation chromosomique est plus de 100 fois supérieure à celle d’autres types de rayonnement. La plupart du temps, cela produit des mutants moins adaptés, mais lorsqu’il est combiné à une sélection sur des milliers ou des millions d’années, il en résulte des conceptions biologiques adaptatives.