انحلال ألفا ظاهرة إشعاعية تتحول فيها نواة عنصر ثقيل غير مستقر إلى نواة أخف بإطلاق جسيم ألفا، وهو جسيم مكون من بروتونين ونيوترونين يماثل نواة الهيليوم. يحدث هذا النوع من الانحلال في عناصر ثقيلة مثل اليورانيوم والثوريوم والبولونيوم، إذ تسعى النواة إلى خفض طاقتها الداخلية والتخلص من جزء من كتلتها وشحنتها. يؤدي خروج جسيم ألفا إلى نقص العدد الكتلي بمقدار واضح ونقص العدد الذري بمقدار بروتونين، وينتج غالباً عنصر جديد قد يبقى مشعاً حتى تتابع السلسلة نحو عنصر مستقر مثل الرصاص. يصاحب الانحلال إطلاق طاقة حركية، وقد تتخلص النواة الناتجة من طاقة إضافية بإصدار أشعة جاما. ويتميز انحلال ألفا بنصف عمر يختلف من عنصر إلى آخر، وقد نجحت ميكانيكا الكم في تفسيره بدقة أكبر من الفيزياء الكلاسيكية.