Возможны два основных варианта двупротонной радиоактивности.
Для легких двупротонно-радиоактивных ядер с зарядом, меньшим 50, испускание одиночного протона попросту запрещено законом сохранения энергии: энергия связи «четного» протона в таком ядре положительна, удаление его из ядра требует энергетических затрат. Испускание одиночного протона означало бы, что ядро самопроизвольно перешло на более высокий энергетический уровень.
Для тяжелых ядер, с зарядом больше 50, энергетически возможны и вылет пары протонов сразу и последовательное их испускание. Но вылет пары энергетически более выгоден и, следовательно, значительно более вероятен.