Khi xảy ra phân rã anpha, hạt nhân phát ra một hạt anpha - là một hạt nhân hãi (4
2He). Vì vậy trong quá trình phân rã α, hạt nhân mẹ sẽ mất hai prôton và hai nơtron, nguyên tử số của nó giảm đi hai đơn vị và số khối giảm đi bốn đơn vị. Lúc đó hạt nhân mẹ X và hạt nhân con Y sẽ tương ứng với các nguyên tố hóa học khác nhau. Quá trình phân rã αđược ký hiệu:
trong đó các định luật bảo toàn điện tích: “Tổng điện tích trước khi phân rã hạt nhân và sau khi phân rã hạt nhân bằng nhau” và định luật bảo toàn số nuclon: “Tổng các nuclon trước khi phân rã hạt nhân và sau khi phân rã hạt nhân bằng nhau” được nghiệm đúng. Ví dụ:
Trong một hệ quy chiếu mà ởđó hạt nhân mẹđứng yên, định luật bảo toàn năng lượng được viết dưới dạng:
trong đó Kγ và Kα - động năng của hạt con và hạt anpha ;
Vì động năng Kγ và Kα không thể âm, nên từ (4-15) ta có:
Như vậy quá trình biến đổi phân rã chỉ có thể xảy ra nếu khối lượng nghỉ của hạt nhân mẹ lớn hơn tổng khối lượng nghỉ của các sản phẩm sinh ra do biến đổi phân rã: Khi đó năng lượng tương ứng với độ hụt khối ΔM là W = ΔMc2 sẽ chuyển hóa thành
động năng của các sản phẩm phân rã: đây là năng lượng tổng cộng được giải phóng trong phản ứng, còn gọi là năng lượng phân rã (ký hiệu là Q) và
Quá trình phân rã anpha, ngoài tuân theo định luật bảo toàn năng lượng, còn tuân theo định luật bảo toàn động lượng.
Quá trình phân rã thực chất là một quá trình biến đổi hạt nhân.