Peluruhan alfa adalah bentuk peluruhan radioaktif di mana partikel alfa dipancarkan oleh elemen berat dalam upaya untuk menjadi lebih stabil. Jenis peluruhan radioaktif lainnya adalah peluruhan beta dan peluruhan gamma. Detektor partikel dapat digunakan untuk mendeteksi emisi partikel alfa, dan proses peluruhan alfa juga dapat digunakan untuk membangun perangkat pendeteksi. Beberapa detektor kebakaran, misalnya, mengandalkan laju peluruhan alfa yang stabil untuk mengionisasi udara, yang pada gilirannya dapat mendeteksi asap ketika partikel asap mengganggu konduktivitas udara terionisasi.
Komponen inti terdiri dari proton dan neutron yang diorbit oleh sekelompok elektron. Dalam kondisi normal, partikel-partikel ini akan berlawanan satu sama lain, menyebabkan nukleus berantakan, di situlah sesuatu yang dikenal sebagai gaya nuklir kuat masuk. Gaya nuklir kuat menjaga inti tetap bersama, mencegah partikel dipaksa keluar. Namun, meskipun gaya ini kuat, ia memiliki jangkauan yang sempit, dan dalam kasus inti yang besar, ia mungkin tidak dapat menampung semua partikel. Akibatnya, atom menjadi tidak stabil, dan mulai memancarkan partikel, dalam proses yang dikenal sebagai radioaktivitas.
Dalam kasus peluruhan alfa, partikel terdiri dari dua proton dan dua neutron yang terikat erat. Partikel ini kebetulan memiliki struktur yang identik dengan inti atom helium, dan sebagian besar pasokan helium Bumi sebenarnya berasal dari peluruhan alfa. Saat partikel alfa meninggalkan atom, membawa proton dan neutron, nomor atom berubah, dan atom menjadi elemen baru yang lebih stabil. Hilangnya massa diubah menjadi ledakan kecil energi.
Partikel alfa sangat lemah. Mereka dapat dihentikan dengan selembar kertas atau bahkan kantong udara kecil, membuat peluruhan alfa relatif tidak mengancam orang yang bekerja di sekitarnya. Namun, jika elemen yang memancarkan partikel alfa tertelan, ini dapat menyebabkan masalah serius. Gas radon, misalnya, dapat terhirup ke dalam paru-paru, di mana partikel alfa yang dipancarkan oleh gas tersebut dapat menyebabkan kerusakan serius pada sel-sel halus yang melapisi paru-paru.
Toksisitas peluruhan alfa di dalam tubuh telah dicurigai pada beberapa keracunan tingkat tinggi. Dengan memasukkan unsur-unsur yang memancarkan partikel alfa ke makanan, seorang peracun dapat berhasil membunuh seseorang tanpa menimbulkan masalah pada orang-orang di lingkungan sekitarnya. Kematian karena peluruhan alfa tampaknya sangat populer di kalangan mata-mata Rusia, meskipun agen klandestin lain diketahui menggunakannya pada kesempatan tertentu.