α衰變（alpha decay）
一個又重又過度擁擠的原子核，可以吐出一個結構緊實、格外穩定的小包裹來為自己減重：一顆由兩個質子與兩個中子構成的氦-4 原子核，歷史上稱為 α 粒子。α 衰變就是這種放射。由於氦-4 原子核束縛得極緊（僅四個核子就有約 28.3 MeV 的結合能），把它整包彈出，在能量上遠比一個個地丟掉核子容易。
在 α 衰變中，母核 (Z, A) 蛻變為子核 (Z - 2, A - 4) 外加一顆 α 粒子，釋放的能量（衰變 Q 值）以動能的形式由子核與 α 粒子分攤，而輕小的 α 粒子帶走絕大部分。因此放出的 α 粒子基本上是單一能量的。它所解開的大謎團是：為何在 α 能量僅有不大變化的情況下，半衰期卻橫跨二十多個數量級（從奈秒到數十億年）。伽莫夫的答案是量子穿隧：α 粒子被困在一道古典上絕無可能翻越的庫侖位障之後，只能靠穿隧逃脫。穿隧機率對位障呈指數依賴，於是給出衰變能與半衰期對數之間那條陡峭的蓋革-努塔爾（Geiger-Nuttall）關係。
α 放射體在核種圖的重端到處都是：鈾、釷、鐳、鈽、鋂。實務上，α 粒子游離能力很強，卻一張紙或一層外皮即可擋下，所以作為體外輻射危害不大，但若放射體被吸入或食入則相當危險。α 衰變是最早清楚展示量子穿隧真實存在且可定量的實例之一。
鈾-238 以 45 億年的半衰期發生 α 衰變成為釷-234，釋放約 4.27 MeV 的 Q 值；放出的 α 粒子帶走約 4.2 MeV。如此不大的能量卻對應如此漫長的半衰期，正是穿隧越過庫侖位障的直接結果。
α 能量的微小變化就讓半衰期擺動許多個數量級，這正是穿隧的蓋革-努塔爾特徵。
α 粒子並非以完整成形的姿態在一個古典盒子裡「來回撞擊」；穿隧圖像是一種半古典模型。但它對位障的指數依賴定量地解釋了蓋革-努塔爾定律，這一點是真實可靠的。