对于重核和超重核,α衰变是常见且重要的衰变方式。研究原子核的α衰变能够获得原子核结构性质,如原子核质量、自旋宇称、半径、原子核形状、壳结构、激发态能级等。一些新核素的鉴别也依赖于探测α衰变链中原子核衰变放出特定的α粒子,尤其是丰质子核素和超重元素。基于相似的衰变机制,α衰变的理论模型被推广到质子双质子放射性、结团放射性和自发裂变的研究中。两势方法把α衰变的势垒穿透过程分解为:内部核势导致的束缚态问题和外部的散射态问题。在内部空间积分得到归一化因子,反映了α粒子的势垒碰撞频率。基于Wentzel-Kramers-Brillouin(WKB)近似方法,得到了α粒子的势垒穿透概率。α粒子预形成机制与原子核壳结构有关。分析和整理最新的原子核性质表NUBASE2012中α衰变半衰期数据,获得了α粒子预形成因子。核势采用了与实验数据较为接近的cosh型核势。基于两势方法,本文主要包含以下三项工作:(1)采用结团模型计算的铕同位素的α衰变半衰期与实验数据符合较好,发现核势参数具有同位旋线性依赖关系。(2)采用两势方法系统研究了偶偶原子核的α衰变半衰期,并分析了核势的同位旋效应,利用同位旋相关的核势可以使α衰变半衰期的计算精度略微地改善,通过分析α衰变半衰期的实验数据,获得了唯象的α粒子预形成禁戒因子公式的参数。计算的α衰变半衰期基本在实验数据的两倍之内。(3)研究了同质异能态原子核和对应的基态原子核的α衰变。根据α衰变半衰期的实验数据提取出了α粒子预形成因子,并分析了同质异能态原子核与对应的基态原子核的α粒子预形成概率之比。发现同质异能态原子核对α衰变没有显著的影响,但一些位于闭壳层下方的奇质量核的同质异能态可以看成偶偶核加一个激发态的单核子,并且单核子对α粒子结团形成没有影响。这些奇质量核的同质异能态的α粒子预形成概率增大。同时计算结果表明大部分偶偶核和存在能级交叉的同质异能态原子核中α粒子结团行为被抑制。最后作了简单的总结及展望。