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提到核裂变，通常我们第一时间想到的就是威力恐怖的原子弹或者核发电站，原子弹与和核发电站的运作原理基本相同，都是利用中子去轰击重金属的原子核，中子的轰击导致其原子核发生分裂并且产生中子，产生的中子接着轰击重金属原子核使裂变发生持续下去，核裂变反应的过程中会产生巨大的能量，这是物质质量转化为能量的一种形式，今天笔者给大家介绍一下另外一种核裂变的形式：阿尔法射线，阿尔法射线的发生并没有原子弹那么的恐怖，但却十分有趣，量子隧穿效应在核裂变的过程中起到了关键作用。
阿尔法射线是什么？
阿尔法射线与伽马射线不同，伽马射线是一种高能电磁波，而阿尔法射线却是由粒子组成的高速物质流，准确来说：阿尔法射线其实就是高速运动的氦原子核，氦原子核由两个质子与两个中子组成，由于质子带正电、中子不带电，所以氦原子核是带正电的，一个氦原子核携带的能量是4.20兆电子伏（轴衰变），阿尔法射线运动速度是每秒15,公里。
别看阿尔法射线的运动速度如此之快，除非是在真空的环境中，不然阿尔法射线基本就会在几米的范围内被完全吸收了，因为阿尔法射线是带正电的氦原子核，所以阿尔法射线很容易与环境中的原子核与粒子发生反应，氦原子核会捕获电子而变成其他物质（强电离性质），所以阿尔法射线的穿透性是很弱的，几厘米的空气就可以将阿尔法射线吸收，一张纸甚至我们的皮肤也可以将阿尔法射线阻挡。
阿尔法射线是如何产生的？
阿尔法射线其实是核裂变的另外一种形式，组成阿尔法射线的氦原子核实质上是被重金属的原子核抛出去的，原子核是由中子和质子组成的，质子带有正电，带正电荷的质子本来是应该相互排斥，那为何原子核中的质子与中子还能紧紧的抱在一起呢？如果在不考虑最基本粒子-夸克的情况下，我们可以粗略将其看为有一种很强大的力量（强相互作用力），它可以克服质子之间电磁排斥力，将原子核牢牢的黏在一起，但随着质子与中子数量的增加，原子核变得越来越大，强力也无法完全照顾到庞大的原子核，所以原子序数大的原子核（重金属）是极不稳定的，原子核会自发性的抛出一部分粒子来保持自身的稳定性，我们称这个过程为：衰变，原子核完全衰变后会完全变成另外一种物质，例如：镭完全衰变后会变成氡-，阿尔法射线就是由重金属原子核衰变而产生的。
讲到这里，想必大家一定会很好奇：原子核是如何将氦原子核抛出去呢？
上文提到了，原子核被强力牢牢地黏在一起的，那么氦原子核想要挣脱原子核，就一定要克服强力的束缚，也就是说被抛出去氦原子核的能量一定要大于束缚它的力，这是我们使用经典物理学作出的推断，但事实却不是这样，氦原子核与原子核之间的束缚力至少要在20兆电子伏之上，而氦原子核的能量最高也不会超过10兆电子伏，如果根据经典物理学来看，氦原子核的力量是远远不够的，强力会将氦原子核死死的绑在原子核上，不会容许它逃离一步，那么问题来了，既然氦原子核的能量小于它与原子核之间的束缚力，那么氦原子核是如何从原子核中逃离而变成阿尔法射线的呢？
量子遂穿效应
因为阿尔法射线的产生是发生在微观粒子身上的，那么经典物理学的一些定论往往就不适用了，氦原子核之所以能够挣脱原子核的束缚，主要是因为量子隧穿效应，虽然氦原子核的能量要小于束缚它的力，但氦原子核还是有一定的几率打破力的束缚、冲出原子核，这是在宏观世界无法理解的事情，但从量子力学的角度来说，如果我们拼尽全力冲向前方的一堵墙，那么存在着一定的几率可以穿墙而过，只不过这个几率可以小到忽略不计而已，氦原子核势垒穿透的概率可以通过伽莫夫公式来计算，
势垒穿透的概率与氦原子核的能量成正比，氦原子核的能量越大，氦原子核势垒穿透的概率也就越大。
