El núcleo se mantiene unido por la fuerza fuerte. La fuerza fuerte es una fuerza de corto alcance (~1 fm), muy fuerte (~100 veces más fuerte que la fuerza electromagnética), fuerza atractiva que actúa entre protones y neutrones. En lugar del foco de la fuerza, nos centraremos en la energía potencial bien asociada a esta fuerza. Convenientemente, este pozo potencial es, a una aproximación razonable, un pozo cuadrado tridimensional finito.
En un intento de maximizar la estabilidad, los núcleos tienen varias opciones. Cada una de estas opciones es un tipo distinto de desintegración radiactiva. Antes de discutir los tipos individuales de decae, primero describiremos la terminología general utilizada para describir estas transformaciones.
Los núcleos mucho más masivos que el hierro en realidad tienen menos energía de unión por nucleón que el hierro. Así, si existiera algún método por el cual estos núcleos masivos pudieran “descomponerse” en fragmentos del tamaño de hierro se liberaría energía, esto es la fisión nuclear.
Después de que un núcleo radiactivo se descompone, a menudo deja atrás un nuevo núcleo radiactivo, denominado núcleo hijo. Esta hija luego se descompone, a menudo dejando atrás a otra hija radiactiva. Esta cadena de núcleos hijos puede complicarse mucho, ya que cada núcleo suele tener una constante de desintegración diferente, puede descomponerse por un proceso diferente y emite una partícula radiactiva de diferente energía.
El proceso radiactivo conocido como desintegración alfa implica la tunelización de una partícula alfa (un estado unido de dos protones y dos neutrones) a través de la barrera de Coulomb para escapar del potencial nuclear.