Образование γ-квантов происходит под действием электромагнитных сил и обусловлено взаимодействием отдельных нуклонов ядра с электромагнитным полем, создаваемым движением всех нуклонов ядра. Поэтому γ-излучение, в отличие от β-распада, явление внутриядерное, а не внутринуклонное. Испускание или поглощение g-квантов свободным нуклоном запрещено совместным действием законов сохранения энергии и импульса.
Собственный механический момент g-кванта равен единице. Это обусловлено тем, что электромагнитные колебания происходят в плоскости, перпендикулярной вектору перемещения волны (поперечные колебания) и поэтому не может быть сферической симметрии, которая в квантовой механике характеризуется нулевым механическим моментом (см. формулу 1.6.9 в §1.6 п.4). В этой связи g-кванты, испускаемые ядрами, должны уносить из ядра момент импульса не меньше единицы. Для фотона вообще, имеющего нулевую массу покоя, в отличие от других микрочастиц, не существует понятия орбитального момента, и у фотона нет s-, p-, d- и других состояний с определенными значениями орбитального момента l. Фотон может обладать только полным моментом L = 1, 2, 3…Состояние свободно распространяющегося электромагнитного поля с определенным полным моментом и четностью называется мультиполем. Излучение, уносящее момент L = 1, называется дипольным,L = 2 — квадрупольным L = 3 - октупольным и т.д. Для обозначения радиационных переходов определенной мультипольности используются следующие обозначения. Радиационные переходы, вызванные перераспределением электрических зарядов в ядре, называют электрическими и обозначают буквой E (E1 - дипольные (L = 1), Е2 - квадрупольные (L = 1), и т.д.), переходы, вызванные перераспределением магнитных моментов нуклонов называют магнитными переходами (дипольные - M1, квадрупольные - М2 и т.д.).
В соответствии с законом сохранения спина (см. §4.4) существует следующие соотношение между спином Iн начального и спином Iк конечного ядра и моментом L, уносимым g‑квантом:
(3.6.5)
Это соотношение называется правилом отбора по спину. Согласно этому соотношению дипольные γ‑кванты (L = 1) могут быть испущены при переходах между состояниями с ΔI = 0, ±1, кроме (0-0)-переходов; квадрупольные γ‑кванты (L = 2) – при переходах с ΔI = 0, ±1, ±2, кроме (0-0)-, (0-1)- и(1-0)-переходов; октупольные γ‑кванты (L = 2) – при переходах с ΔI = 0, ±1, ±2, кроме (0-0)-, (0-2)- и(2-0)- и т.д.
Еще одно правило отбора по четности связано с выполнением закона сохранения четности (см. §4.4). Разрешенное изменение четности Р ядра, испускающего электрический γ-квант, описывается формулой
Рн/Рк = (-1)L,
(3.6.6)
а для ядра, испускающего магнитный γ-квант, - формулой
Рн/Рк = (-1)L+1,
(3.6.7)
где Рн иРк –четности начального и конечного состояний ядра. Совокупность соотношений (3.6.5) - (3.6.7) обычно называют правилами отбора для γ-излучения.
Теория
электромагнитного излучения дает следующие зависимости вероятности λ (постоянная
распада) испускания g-кванта
в единицу времени от мультипольности L
перехода и длины волны 
(а,
следовательно, и энергии g-кванта;
см. (3.6.4)):
для электрических EL переходов
(3.6.8)
а для магнитных HLпереходов
(3.6.9)
где
R — радиус ядра.
Так как обычно 
то
из (3.6.8) и (3.6.9) следует, что падение вероятности излучения от энергии тем
резче, чем выше мультипольность, а переходы высокой мультипольности маловероятны
(сильно запрещены). Кроме того, при одинаковых мультипольностях вероятность
магнитного излучения меньше в 
раз.
В порядке уменьшения вероятности излучения переходы располагаются следующим образом:
Е1, Е2 и М1, Е3 и М2 и т.д.
