ALFA ZRAKE jesu vrsta korpuskularnih zraka, koje izbacuju atomi nekih radioaktivnih elemenata kod svog raspadanja. Naziv je ostao od prve podjele zraka radioaktivnih tvari u tri skupine (alfa, beta, gama), kako ju je 1902 proveo Rutherford. Imaju vrlo malenu prodornu moć, pa ih listić Al debljine 0,05 mm posve zaustavlja. U magnetnom i u električnom polju savijaju se kao struja jednorodnih pozitivnih čestica (→ elementarne čestice). Odatle je određen omjer naboja i mase te brzina čestica. Alfa čestica je dvostruko ionizirani helijev atom; dakle ona je jezgra helijeva atoma. Ima atomnu masu 4,00106 (O = 16), a apsolutnu masu 6,6 ∙ 10^-24 g. Prema tome nosi pozitivan naboj, jednak dvostrukom naboju elektrona. Konačni dokaz, da neutralizacijom alfa čestica nastaju normalni helijevi atomi, dali su Rutherford i Royds (1909). Odatle potječe helij u radioaktivnim rudama. Neobično velik defekt mase (→ izotopi) alfa čestice prema četverostrukoj masi protona (→ elementarne čestice) kao njezina kohezijska energija čini je elementarnom tvorbom velike stalnosti; ona sudjeluje kao samostalna čestica i u građi atomskih jezgara (helion). Jedan g radija izbacuje 3,72.10¹⁰ alfa čestica u sekundi.

Prema drugim zrakama radioaktivnih elemenata odlikuju se alfa zrake svojim dosegom, dosta oštro određenom daljinom, iza koje iščezavaju sva njihova specifička djelovanja (sl. 1), jer alfa čestica primanjem dvaju elektrona prelazi u neutralni helijev atom. Srednji doseg alfa zraka istog elementa u istom plinu obrnuto je proporcionalan s gustoćom plina; dakle zavisi o tlaku i o temperaturi. On je različit kod različitih radioaktivnih elemenata, tako da je njihovo značajno svojstvo. Za 15° C i 760 mm Hg glavne skupine dosega u uzduhu leže između 2,7 cm (U I) i 8,6 cm (Th C′); za radij iznosi doseg u istim prilikama 3,39 cm, za radon 4,1 cm. — Geigerova formula: v³ = ar veže doseg r s početnom brzinom v alfa čestica; za uzduh (0⁰ C, 760 mm Hg) je a = 1,076.10²⁷ (cm/sec). Formula nije strogo točno ispunjena. Gore navedenim dosezima odgovaraju brzine u hiljadama km/sec za : Ra 15,2, Rn 16,2, Th C′ 20,5. — Empirička formula od Geigera i Nuttalla: log λ = A + B. log r veže doseg r s konstantama raspadanja λ radioaktivnih elemenata. Za svaki radioaktivni niz dadu se odrediti konstante A i B, tako da se poznate vrijednosti λ i r dobro slažu s formulom. Izuzetke čine Rd Th i Ac X. — Ra C′ i Th C′ izbacuju i vrlo rijetke (1 : 10⁶) alfa zrake velikog dosega (do 11,5 cm u uzduhu 15º C, 760 mm Hg); (v. sl. 1).

Učinci: 1. Alfa zrake imaju najveću ionizacijsku moć od svih zraka radioaktivnih elemenata. Ionizacijska moć naglo raste pred kraj dosega, pa od postignutog maksimuma vrlo strmo opada. Prikazuje se Braggovom krivuljom (sl. 2).

2. Alfa zrake izazivaju luminescenciju uzduha u neposrednoj okolici jakih radioaktivnih preparata. 3. Pojedine alfa čestice ostavljaju na fotografskoj ploči kratke pravčaste tragove nekoliko desetaka μ dužine. 4. Na nekim tvarima (sidotov sjajnik, žuti dijamant) udarci pojedinih alfa čestica, promatrani povećalom, izazivaju kratkotrajne bljeskove (scintilacije). 5. U tinjcu, glinencu i t. d. stvorile su alfa čestice iz sitnih radioaktivnih inkluzija kroz milijune godina pleohroične kolutove.

Glavne metode opažanja i istraživanja alfa zraka. A) Brojenjem scintilacija na sidotovu sjajniku određuju se broj alfa čestica emitiranih u sekundi i maksimalni doseg. B) Metodom magle (→ Wilsonova komora) opažaju se staze alfa čestica kao pravčasti pramenovi magle, koja nastaje kondenzacijom vodene pare na ionima stvorenima uzduž staze, ako se zrak naglo rastegne (sl. 1); → delta zrake. C) Ionizacijskom komorom određuje se totalna ionizacija ili ionizacijska moć u pojedinim dijelovima staze. D) S pomoću Geigerova brojača sa šiljkom mogu se alfa zrake objektivno, ponajviše fotografski, brojiti i registrirati. E) Metoda izravnog magnetičkog otklona u vakuumu, spojena s fotografskom registracijom, oštro rastavlja alfa zrake različitih radioaktivnih elemenata, jer se alfa zrake većih brzina manje otklanjaju.