Альфа-распад в плутонии происходит путём самопроизвольного испускания атомными ядрами альфа-частиц (ядер атома гелия). 1

В результате этого процесса конечное ядро содержит на 2 протона и 2 нейтрона меньше, чем начальное. 1 Например, альфа-распад ядра плутония, содержащего 239 нуклонов, в числе которых 94 протона, записывается так: 239Pu → 235U + α. 1

Чтобы покинуть ядро, альфа-частица должна преодолеть потенциальный барьер — область на границе ядра, образующуюся за счёт потенциальной энергии электростатического отталкивания альфа-частицы и конечного ядра и сил притяжения между нуклонами. 1

С точки зрения классической физики альфа-частица не может преодолеть потенциальный барьер, так как не имеет необходимой для этого кинетической энергии. 1 Однако квантовая механика допускает такую возможность — альфа-частица имеет определённую вероятность пройти сквозь потенциальный барьер и покинуть ядро. 1 Это квантовомеханическое явление называют «туннельным эффектом» или «туннелированием». 1

Выделение энергии при распаде приводит к нагреву материала, и на практике для сохранения материала требуется естественный или искусственный отвод тепла. 2