Alphazerfall ist eine Form des radioaktiven Zerfalls, bei der ein Alphateilchen von einem schweren Element emittiert wird, um stabiler zu werden. Die anderen Arten des radioaktiven Zerfalls sind Betazerfall und Gammazerfall. Partikeldetektoren können verwendet werden, um die Emission von Alpha-Partikeln zu detektieren, und der Prozess des Alpha-Zerfalls kann auch verwendet werden, um Detektionsgeräte zu bauen. Einige Brandmelder zum Beispiel verlassen sich auf die konstante Geschwindigkeit des Alpha-Zerfalls, um Luft zu ionisieren, die wiederum Rauch erkennen kann, wenn Rauchpartikel die Leitfähigkeit der ionisierten Luft stören.
Die Bestandteile eines Kerns bestehen aus Protonen und Neutronen, die von einer Gruppe von Elektronen umkreist werden. Unter normalen Bedingungen würden sich diese Teilchen gegenüberstehen, wodurch der Kern zerfallen würde, wo die so genannte starke Kernkraft ins Spiel kommt. Die starke Kernkraft hält den Kern zusammen und verhindert, dass Teilchen herausgedrückt werden. Obwohl diese Kraft stark ist, hat sie jedoch einen engen Bereich, und im Fall eines großen Kerns kann sie möglicherweise nicht alle Partikel enthalten. Infolgedessen wird das Atom instabil und beginnt, Partikel zu emittieren, was als Radioaktivität bekannt ist.
Beim Alpha-Zerfall besteht das Teilchen aus zwei fest miteinander verbundenen Protonen und zwei Neutronen. Dieses Teilchen ist in seiner Struktur identisch mit dem Kern eines Heliumatoms, und ein Großteil der Heliumversorgung der Erde stammt tatsächlich aus dem Alpha-Zerfall. Wenn das Alphateilchen das Atom verlässt und Protonen und Neutronen mitnimmt, ändert sich die Ordnungszahl und das Atom wird zu einem neuen, stabileren Element. Der Masseverlust wird in einen kleinen Energiestoß umgewandelt.
Alphateilchen sind extrem schwach. Sie können mit einem Stück Papier oder sogar einer kleinen Luftblase gestoppt werden, was den Alpha-Zerfall für Menschen, die damit arbeiten, relativ ungefährlich macht. Wird jedoch ein Element aufgenommen, das Alphateilchen aussendet, kann dies zu ernsthaften Problemen führen. Radongas zum Beispiel kann in die Lunge eingeatmet werden, wo die vom Gas abgegebenen Alphateilchen die empfindlichen Zellen, die die Lunge auskleiden, ernsthaft schädigen können.
Die Toxizität des Alpha-Zerfalls im Körper wurde bei mehreren hochkarätigen Vergiftungen vermutet. Durch das Einbringen von Elementen, die Alpha-Teilchen in die Nahrung emittieren, kann ein Giftmischer erfolgreich jemanden töten, ohne Probleme bei den Menschen in der Umgebung zu verursachen. Der Tod durch Alpha-Zerfall scheint bei russischen Spionen besonders beliebt zu sein, obwohl bekannt ist, dass andere heimliche Agenten ihn gelegentlich einsetzen.