กัมมันตรังสีตกค้างคือ วัสดุ ไอโซโทปรังสี ที่หลงเหลืออยู่ ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาที่ก่อให้เกิดการระเบิดนิวเคลียร์ในระยะแรกมันจะอยู่ในกลุ่มเมฆกัมมันตรังสีที่เกิดจากการระเบิด และจะ "ตกลงมา" จากกลุ่มเมฆนั้นเมื่อถูกเคลื่อนตัวโดยชั้นบรรยากาศในนาที ชั่วโมง และวันหลังจากการระเบิด ปริมาณและการกระจายตัวของกัมมันตรังสีตกค้างขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงผลผลิตโดยรวมของอาวุธ ผลผลิตจากการแตกตัวของนิวเคลียส ความสูงของการระเบิด และสภาพอากาศ

อาวุธนิวเคลียร์แบบฟิสชันและอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ หลายชนิดใช้เชื้อเพลิง ฟิสชันจำนวนมาก(เช่นยูเรเนียมหรือพลูโทเนียม ) ดังนั้นกัมมันตรังสีที่ตกค้างจึงเป็นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาฟิสชัน เป็นหลัก และมีเชื้อเพลิงที่ยังไม่เกิดปฏิกิริยาฟิสชันปะปนอยู่บ้าง ส่วน อาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ที่สะอาดกว่านั้นจะสร้างกัมมันตรังสีตกค้างโดยการกระตุ้นด้วยนิวตรอนเป็น หลัก ระเบิดแบบผสมไอโซโทป (Salted bombs)ซึ่ง ยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างแพร่หลายนั้น ถูกออกแบบมาเพื่อผลิตและกระจายไอโซโทปรังสีเฉพาะที่เลือกตามครึ่งชีวิตและชนิดของรังสี

กัมมันตรังสีตกค้างอาจส่งผลร้ายแรงต่อสุขภาพของมนุษย์ทั้งในระยะสั้นและระยะยาว และอาจทำให้เกิดการปนเปื้อนกัมมันตรังสีในพื้นที่ห่างไกลจากพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากอาวุธนิวเคลียร์โดยตรง^{[ 1 ]}การทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศและใต้น้ำซึ่งกระจายกัมมันตรังสีตกค้างเป็นวงกว้าง ได้ถูกยุติลงโดยสหรัฐอเมริกา สหภาพโซเวียต และสหราชอาณาจักร ภายหลังสนธิสัญญาห้ามทดสอบนิวเคลียร์บางส่วน ในปี 1963 การทดสอบใต้ดิน ซึ่งบางครั้งอาจทำให้เกิดกัมมันตรังสีตกค้างผ่านการระบายอากาศ ได้ถูกยุติลงเป็นส่วนใหญ่ภายหลังสนธิสัญญาห้ามทดสอบนิวเคลียร์อย่างครอบคลุม ในปี 1996 คาดการณ์ว่า "พัลส์ระเบิด" ซึ่งเป็นการเพิ่มขึ้นของ คาร์บอน-14ทั่วโลกที่เกิดจากการกระตุ้นนิวตรอนของไนโตรเจนในอากาศจะเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลกระทบระยะยาวต่อมนุษย์จากการทดสอบนิวเคลียร์ ทำให้เกิดผลเสียและเสียชีวิตในประชากรเพียงส่วนน้อยเป็นเวลาถึง 8,000 ปี^{[ 2 ]}

ฝุ่นกัมมันตรังสีอาจหมายถึงวัสดุกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและวัสดุที่ปล่อยออกมาจากอุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ [ ^{3 ] ลักษณะ}ไอโซโทปของฝุ่นกัมมันตรังสีจากระเบิดนั้นแตกต่างจากฝุ่นกัมมันตรังสีจากอุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์มาก

โดยทั่วไปแล้ว กัมมันตรังสีตกค้างจะแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ซึ่งส่วนใหญ่กำหนดโดยความสูงของการระเบิด หากจุดระเบิดที่ระดับความสูงที่เพียงพอซึ่งทำให้ลูกไฟไม่ผสมกับเศษซากบนพื้นดินอย่างมีนัยสำคัญ ผลิตภัณฑ์กัมมันตรังสีในกัมมันตรังสีตกค้างจะลอยอยู่ในอากาศได้นานกว่าอาวุธที่จุดระเบิดที่หรือใกล้พื้นผิว เวลาที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้ธาตุกัมมันตรังสีที่เป็นอันตรายที่สุด ซึ่งมีครึ่งชีวิต สั้นที่สุด สลายตัวก่อนที่จะตกลงสู่พื้นผิว ลดความเข้มข้นของกัมมันตรังสีโดยรวมของกัมมันตรังสีตกค้างที่ตกลงมา เวลาที่เพิ่มขึ้นนี้ยังช่วยให้เมฆกัมมันตรังสีแพร่กระจายไปในพื้นที่ที่กว้างขึ้น ส่งผลให้มีเศษซากกัมมันตรังสีต่อพื้นที่น้อยลง กัมมันตรังสีตกค้างในรูปแบบที่กระจายตัวนี้เรียกว่า "กัมมันตรังสีตกค้างทั่วโลก" เพราะผลกระทบหลักคือการเพิ่มการได้รับรังสีพื้นฐานเล็กน้อยในพื้นที่กว้างใหญ่ และแตกต่างจาก "กัมมันตรังสีตกค้างเฉพาะที่" ซึ่งก่อให้เกิดกลุ่มควันของผลิตภัณฑ์กัมมันตรังสีที่มีความเข้มข้นสูงในทิศทางลมของการระเบิดภายในไม่กี่นาทีหรือชั่วโมง

ความเป็นจริงทางอุตุนิยมวิทยาอาจทำให้ความแตกต่างเหล่านี้ซับซ้อนขึ้น ตัวอย่างเช่น "ฝนตกแทนกัมมันตภาพรังสี" สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อสภาพบรรยากาศทำให้เกิดฝนจากเมฆกัมมันตภาพรังสี การระเบิดนิวเคลียร์ใต้น้ำยังทำให้เกิดกัมมันตภาพรังสีตกค้างในพื้นที่แตกต่างจากบนบก นอกจากนี้ยังมีอาวุธที่จุดระเบิดต่ำกว่าเกณฑ์ที่จะหลีกเลี่ยงการเกิดกัมมันตภาพรังสีตกค้างในพื้นที่ แต่ก็ไม่ได้ทำให้เกิดเช่นนั้น ตัวอย่างเช่น การทดสอบระเบิด Tsar Bomba ขนาด 50 เมกะตัน ในปี 1961 ลูกไฟของมันถูกผลักขึ้นไปด้านบนด้วยแรงลอยตัวจากคลื่นกระแทกสะท้อน ทำให้ไม่เกิดการผสมกัน

หลังจากการระเบิดของอาวุธที่ระดับความสูงที่ปราศจากกัมมันตรังสีหรือสูงกว่า ( การระเบิดกลางอากาศ ) ผลิตภัณฑ์ ฟิสชันวัสดุนิวเคลียร์ที่ไม่เกิดฟิสชัน และเศษอาวุธที่ระเหยกลายเป็นไอเนื่องจากความร้อนของลูกไฟจะควบแน่นกลายเป็นอนุภาคแขวนลอยที่มี  เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 นาโนเมตรถึง 20  ไมโครเมตรอนุภาค ขนาดนี้ เมื่อถูกยกขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์อาจใช้เวลาหลายเดือนหรือหลายปีในการตกสู่พื้นโลก และอาจตกสู่พื้นโลกได้ทุกที่^{[ 4 ]}คุณสมบัติกัมมันตรังสีของมันเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งทางสถิติ โดยมีรายงานฉบับหนึ่งประมาณการว่าจะมีผู้เสียชีวิตจากมะเร็งเพิ่มขึ้นประมาณ 430,000 รายภายในปี 2000 และผู้เสียชีวิตจากมะเร็งเพิ่มขึ้นรวม 2.4 ล้านรายในอีกหลายพันปีข้างหน้าจากกัมมันตภาพรังสีในบรรยากาศที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างเห็นได้ชัดหลังจากการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ อย่างแพร่หลายในช่วง ทศวรรษ 1950 ซึ่งถึงจุดสูงสุดในปี 1963 ( การระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์ ) ^{[ 5 ] [ 6 ]}คาดว่าการได้รับรังสีเพิ่มเติม (รวมถึงการได้รับรังสีในอนาคต) จะมีปริมาณรังสี เฉลี่ย 3.5 มิลลิซี^{เวอร์ต [} 7 ^{] โดย} ระดับ รังสีพื้นหลังตามธรรมชาติเฉลี่ยทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 2.4 มิลลิซีเวอร์ตต่อปี^{[ 8 ]}

การตกค้างของกัมมันตรังสีเกิดขึ้นทั่วโลก ตัวอย่างเช่น ผู้คนได้รับสารไอโอดีน-131จากการทดสอบนิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศ การตกค้างสะสมอยู่บนพืชพรรณ รวมถึงผลไม้และผัก ตั้งแต่ปี 1951 เป็นต้นมา ผู้คนอาจได้รับสารกัมมันตรังสี ขึ้นอยู่กับว่าพวกเขาอยู่กลางแจ้งหรือไม่ สภาพอากาศ และว่าพวกเขากินนม ผัก หรือผลไม้ที่ปนเปื้อนหรือไม่ การได้รับสารกัมมันตรังสีอาจเกิดขึ้นในช่วงเวลาปานกลางหรือระยะยาว^{[ 9 ]}ช่วงเวลาปานกลางเกิดจากการตกค้างที่ถูกปล่อยลงสู่ชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์และถูกขับออกมาโดยฝนในช่วงเดือนแรก การตกค้างในระยะยาวบางครั้งอาจเกิดขึ้นจากการตกตะกอนของอนุภาคขนาดเล็กที่ถูกพัดพาไปในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์^{[ 10 ]}เมื่อการตกค้างในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์เริ่มมาถึงพื้นโลก ระดับกัมมันตภาพรังสีจะลดลงอย่างมาก นอกจากนี้ หลังจากหนึ่งปี มีการประมาณการว่าผลิตภัณฑ์ฟิสชันจำนวนมากจะเคลื่อนตัวจากชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ทางเหนือไปยังทางใต้ ช่วงเวลาปานกลางอยู่ระหว่าง 1 ถึง 30 วัน โดยการตกค้างในระยะยาวจะเกิดขึ้นหลังจากนั้น

ตัวอย่างของผลกระทบทั้งระยะกลางและระยะยาวเกิดขึ้นหลังอุบัติเหตุเชอร์โนบิล ในปี 1986 ซึ่งปนเปื้อนพื้นที่กว่า 20,000 ตารางกิโลเมตร (7,700 ตารางไมล์) ใน^{ยูเครน}และเบลารุสเชื้อเพลิงหลักของเครื่องปฏิกรณ์คือยูเรเนียมและล้อมรอบด้วยกราไฟต์ ซึ่งทั้งสองอย่างระเหยกลายเป็นไอจากการระเบิดของไฮโดรเจนที่ทำลายเครื่องปฏิกรณ์และทำให้สิ่งห่อหุ้มรั่วไหล มีผู้เสียชีวิตประมาณ 31 คนภายในไม่กี่สัปดาห์หลังจากเหตุการณ์นี้ รวมถึงคนงานโรงงานสองคนที่เสียชีวิตในที่เกิดเหตุ แม้ว่าผู้อยู่อาศัยจะถูกอพยพภายใน 36 ชั่วโมง แต่ผู้คนเริ่มบ่นถึงอาการอาเจียน ปวดศีรษะไมเกรน และอาการป่วยจากรังสี อื่นๆ เจ้าหน้าที่ของยูเครนต้องปิดพื้นที่รัศมี 18 ไมล์ (30 กิโลเมตร) ผลกระทบระยะยาวรวมถึงกรณีมะเร็งต่อมไทรอยด์ อย่างน้อย 6,000 ราย ส่วนใหญ่เป็นเด็ก ผลกระทบแพร่กระจายไปทั่วยุโรป โดยสแกนดิเนเวียตอนเหนือได้รับปริมาณรังสีสูง ปนเปื้อนฝูงกวางเรนเดียร์ในแลปแลนด์ และผักสลัดแทบหาซื้อไม่ได้ในฝรั่งเศส ฟาร์มเลี้ยงแกะบางแห่งในเวลส์เหนือและทางเหนือของอังกฤษจำเป็นต้องตรวจสอบระดับกัมมันตภาพรังสีในฝูงแกะของตนจนกระทั่งมีการยกเลิกการควบคุมในปี 2555 ^{[ 11 ]}

ในระหว่างการระเบิดของอุปกรณ์ที่ระดับพื้นดิน ( การระเบิดบนพื้นผิว ) ซึ่งอยู่ต่ำกว่าระดับความสูงที่ปราศจากกัมมันตรังสี หรือในน้ำตื้น ความร้อนจะทำให้ดินหรือน้ำจำนวนมากกลายเป็นไอ และถูกดูดขึ้นไปสู่เมฆกัมมันตรังสีวัสดุนี้จะกลายเป็นกัมมันตรังสีเมื่อรวมตัวกับผลิตภัณฑ์จากการแตกตัวของนิวเคลียสหรือสารปนเปื้อนกัมมันตรังสีอื่นๆ หรือเมื่อถูก กระตุ้น ด้วย นิวตรอน

ตารางด้านล่างสรุปความสามารถของไอโซโทปทั่วไปในการก่อให้เกิดกัมมันตรังสีตกค้าง รังสีบางชนิดปนเปื้อนพื้นที่ขนาดใหญ่และแหล่งน้ำดื่มทำให้เกิดการกลาย พันธุ์ ในสัตว์และมนุษย์

การระเบิดบนพื้นผิวทำให้เกิดอนุภาคจำนวนมาก ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ต่ำกว่า 100 นาโนเมตรไปจนถึงหลายมิลลิเมตร รวมถึงอนุภาคละเอียดมากที่ก่อให้เกิดฝุ่นกัมมันตรังสีทั่วโลก^{[ 13 ]}อนุภาคขนาดใหญ่จะไหลออกมาจากลำต้นและตกลงมาด้านนอกของลูกไฟในลักษณะกระแสลมลง แม้ว่าเมฆจะลอยสูงขึ้น ดังนั้นฝุ่นกัมมันตรังสีจึงเริ่มตกลงมาใกล้จุดศูนย์กลางภายในหนึ่งชั่วโมง เศษซากระเบิดมากกว่าครึ่งหนึ่งตกลงสู่พื้นดินภายในเวลาประมาณ 24 ชั่วโมงในรูปของฝุ่นกัมมันตรังสีในพื้นที่^{[ 14 ]}คุณสมบัติทางเคมีของธาตุในฝุ่นกัมมันตรังสีจะควบคุมอัตราการตกตะกอนบนพื้นดิน ธาตุที่มีความผันผวนน้อยกว่าจะตกตะกอนก่อน

การปนเปื้อนจากกัมมันตรังสีในพื้นที่อย่างรุนแรงอาจขยายวงกว้างออกไปไกลกว่าผลกระทบจากการระเบิดและความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการระเบิดบนพื้นผิวที่มีกำลังสูง เส้นทางการตกของกัมมันตรังสีจากการระเบิดขึ้นอยู่กับสภาพอากาศตั้งแต่เวลาที่เกิดการระเบิดเป็นต้นไป ในกรณีที่มีลมแรง กัมมันตรังสีจะเคลื่อนที่เร็วขึ้น แต่ใช้เวลาในการตกลงมาเท่าเดิม ดังนั้นถึงแม้จะครอบคลุมเส้นทางที่กว้างกว่า แต่ก็จะกระจายตัวหรือเจือจางลง ดังนั้นความกว้างของรูปแบบการตกของกัมมันตรังสีสำหรับอัตราปริมาณรังสีที่กำหนดจะลดลงเมื่อระยะทางตามลมเพิ่มขึ้นเนื่องจากลมแรง ปริมาณกัมมันตภาพรังสีทั้งหมดที่สะสมจนถึงเวลาใดเวลาหนึ่งจะเท่ากันโดยไม่ขึ้นอยู่กับรูปแบบลม ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วจำนวนผู้เสียชีวิตจากกัมมันตรังสีที่ตกสะสมจึงไม่ขึ้นอยู่กับลม แต่พายุฝนฟ้าคะนองสามารถลดปริมาณกัมมันตภาพรังสีลงได้ เนื่องจากฝนช่วยให้กัมมันตรังสีตกลงมาได้เร็วขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากกลุ่มควันรูปเห็ดอยู่ต่ำพอที่จะอยู่ต่ำกว่า ("washout") หรือผสมกับ ("rainout") พายุฝนฟ้าคะนอง

เมื่อใดก็ตามที่บุคคลอยู่ใน พื้นที่ ปนเปื้อนทางรังสีการปนเปื้อนดังกล่าวจะนำไปสู่การได้รับรังสีจากภายนอกในทันที รวมถึงอันตรายภายในที่อาจเกิดขึ้นในภายหลังจากการสูดดมและการกลืนกินสารปนเปื้อนทางรังสี เช่นไอโอดีน-131ซึ่งมีอายุสั้นและสะสมอยู่ในต่อมไทรอยด์

ปัจจัยหลักสองประการในการพิจารณาตำแหน่งของการระเบิด ได้แก่ ความสูงและองค์ประกอบของพื้นผิว การระเบิดนิวเคลียร์กลางอากาศ หรือที่เรียกว่าการระเบิดกลางอากาศจะก่อให้เกิดกัมมันตรังสีตกค้างน้อยกว่าการระเบิดในลักษณะเดียวกันใกล้พื้นดิน การระเบิดนิวเคลียร์ที่ลูกไฟสัมผัสพื้นดินจะดึงดินและวัสดุอื่นๆ เข้าไปในกลุ่มควัน และนิวตรอนจะกระตุ้นมันก่อนที่จะตกลงสู่พื้น การระเบิดกลางอากาศจะก่อให้เกิดส่วนประกอบโลหะหนักที่มีกัมมันตรังสีสูงของตัวอุปกรณ์เองในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย

ในกรณีที่เกิดการระเบิดบนผิวน้ำ อนุภาคมีแนวโน้มที่จะเบาและเล็กกว่า ทำให้เกิดการตกตะกอนในพื้นที่จำกัด แต่กระจายไปในพื้นที่กว้างกว่า อนุภาคส่วนใหญ่ประกอบด้วยเกลือทะเลผสมกับน้ำ ซึ่งอาจมีผลทำให้เกิดฝน ในพื้นที่ และเกิดการตกตะกอนในพื้นที่สูง การขจัดสารกัมมันตรังสี ที่ตกจากการระเบิด ในน้ำทะเลทำได้ยากเมื่อซึมเข้าไปใน พื้นผิว ที่มีรูพรุนเนื่องจากผลิตภัณฑ์จากการแตกตัวของนิวเคลียสอยู่ในรูปของไอออน โลหะที่ยึดเกาะทางเคมีกับพื้นผิวหลายชนิด การล้างด้วยน้ำและผงซักฟอกสามารถขจัดสารที่ยึดเกาะทางเคมีเหล่านี้ออกจาก คอนกรีตหรือเหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพน้อยกว่า 50% การกำจัดสารปนเปื้อนอย่างสมบูรณ์ต้องใช้การบำบัดที่รุนแรง เช่นการพ่นทรายหรือการบำบัดด้วยกรด หลังจาก การทดสอบใต้น้ำของ เรือครอสโรดส์พบว่าต้องกำจัดสารกัมมันตรังสีที่เปียกออกจากเรือทันทีโดยการล้างด้วยน้ำอย่างต่อเนื่อง (เช่น จาก ระบบ สปริงเกลอร์ดับเพลิงบนดาดฟ้าเรือ)

บางส่วนของพื้นทะเลอาจกลายเป็นฝุ่นกัมมันตรังสี หลังจาก การทดสอบ จรวดคาสเซิลบราโว ฝุ่นสีขาวซึ่งเป็น อนุภาค แคลเซียมออกไซด์ปนเปื้อนที่มาจากปะการัง ที่ถูกบดและ เผาไหม้ได้ ตกลงมาเป็นเวลาหลายชั่วโมง ทำให้เกิดแผลไหม้จากรังสีเบตาและการได้รับรังสีแก่ผู้อยู่อาศัยในอะทอลล์ใกล้เคียงและลูกเรือของ เรือประมง ไดโกะ ฟุคุริว มารุนักวิทยาศาสตร์เรียกฝุ่นกัมมันตรังสีนี้ว่า " หิมะบิกินี "

สำหรับการระเบิดใต้ผิวน้ำ จะมีปรากฏการณ์เพิ่มเติมที่เรียกว่า " คลื่นฐาน " (base surge) คลื่นฐานคือกลุ่มเมฆที่แผ่ออกมาจากด้านล่างของเสาที่กำลังยุบตัวลง ซึ่งเกิดจากความหนาแน่นของฝุ่นหรือละอองน้ำในอากาศที่มากเกินไป สำหรับการระเบิดใต้น้ำ คลื่นที่มองเห็นได้นั้น แท้จริงแล้วคือกลุ่มเมฆของละอองน้ำ (โดยปกติคือน้ำ) ที่มีคุณสมบัติในการไหลเกือบเหมือนของเหลวที่เป็นเนื้อเดียวกัน หลังจากน้ำระเหยไปแล้ว คลื่นฐานที่มองไม่เห็นซึ่งประกอบด้วยอนุภาคกัมมันตรังสีขนาดเล็กอาจยังคงอยู่

สำหรับการระเบิดใต้ผิวดิน คลื่นกระแทกจะประกอบด้วยอนุภาคของแข็งขนาดเล็ก แต่ก็ยังคงมีพฤติกรรมคล้ายของเหลว สื่อกลางที่เป็นดินเอื้อต่อการก่อตัวของคลื่นกระแทกฐานในการระเบิดใต้ดิน แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วคลื่นกระแทกฐานจะมีเศษซากระเบิดเพียงประมาณ 10% ของเศษซากระเบิดทั้งหมดในการระเบิดใต้ผิวดิน แต่ก็สามารถสร้างปริมาณรังสีที่มากกว่ากัมมันตรังสีตกค้างใกล้จุดระเบิดได้ เนื่องจากมันมาถึงเร็วกว่ากัมมันตรังสีตกค้าง ก่อนที่การสลายตัวของกัมมันตรังสีส่วนใหญ่จะเกิดขึ้น

สภาพ อากาศมีอิทธิพลอย่างมากต่อการตกค้างของกัมมันตรังสี โดยเฉพาะอย่างยิ่งการตกค้างในพื้นที่ ลมในชั้นบรรยากาศสามารถพัดพากัมมันตรังสีตกค้างไปยังพื้นที่ขนาดใหญ่ได้^{[ 15 ]}ตัวอย่างเช่น จากการระเบิดบนพื้นผิวของอุปกรณ์เทอร์โม นิวเคลียร์ขนาด 15 เมกะตันที่ เกาะบิกินี เมื่อวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2497 พื้นที่ใน มหาสมุทรแปซิฟิกที่มีรูปร่างคล้ายซิการ์ซึ่งทอดยาวไปตามทิศทางลมเป็นระยะทางกว่า 500 กิโลเมตร และมีความกว้างแตกต่างกันไปสูงสุดถึง 100 กิโลเมตร ได้รับการปนเปื้อนอย่างรุนแรง มีรูปแบบการตกค้างของกัมมันตรังสีจากการทดสอบนี้ถึงสามเวอร์ชันที่แตกต่างกันมาก เนื่องจากมีการวัดการตกค้างของกัมมันตรังสีเฉพาะในอะทอลล์ในมหาสมุทรแปซิฟิกจำนวนน้อยที่อยู่ห่างกัน เวอร์ชันทางเลือกทั้งสองระบุว่าระดับรังสีสูงทางตอนเหนือของรอนเกแลปเกิดจากจุดร้อนตามทิศทางลมซึ่งเกิดจากปริมาณกัมมันตภาพรังสีจำนวนมากที่ติดมากับอนุภาคกัมมันตรังสีตกค้างขนาดประมาณ 50–100 ไมโครเมตร^{[ 16 ]}

หลังจากBravoพบว่ากัมมันตรังสีที่ตกลงบนมหาสมุทรจะกระจายตัวในชั้นน้ำด้านบน (เหนือเทอร์โมไคลน์ที่ระดับความลึก 100 เมตร) และสามารถคำนวณอัตราปริมาณรังสีเทียบเท่าบนบกได้โดยการคูณอัตราปริมาณรังสีในมหาสมุทรสองวันหลังจากการระเบิดด้วยปัจจัยประมาณ 530 ในการทดสอบอื่นๆ ในปี 1954 รวมถึงYankeeและNectarจุดร้อนถูกทำแผนที่โดยเรือที่มีโพรบใต้น้ำ และจุดร้อนที่คล้ายกันเกิดขึ้นในการทดสอบในปี 1956 เช่นZuni และ Tewa [ ^{17 ] การ} คำนวณด้วยคอมพิวเตอร์ " DELFIC " (Defence Land Fallout Interpretive Code) หลักของสหรัฐฯใช้การกระจายขนาดตามธรรมชาติของอนุภาคในดินแทน สเปกตรัมการกวาดล้าง ตามลมและส่งผลให้รูปแบบการตกของกัมมันตรังสีมีความตรงไปตรงมามากขึ้นโดยไม่มีจุดร้อนตามลม

หิมะและฝนโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากตกลงมาจากที่สูง จะเร่งการตกของกัมมันตรังสีในพื้นที่ ภายใต้สภาวะทางอุตุนิยมวิทยาพิเศษ เช่น ฝนตกในพื้นที่ซึ่งเกิดขึ้นเหนือเมฆกัมมันตรังสี อาจทำให้เกิดพื้นที่ปนเปื้อนอย่างหนักในบริเวณจำกัดที่อยู่ทางทิศใต้ของการระเบิดนิวเคลียร์ได้

การฉายรังสีอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ทางชีวภาพได้หลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่การตายอย่างรวดเร็วหลังจากการได้รับรังสีปริมาณสูงที่ทะลุทะลวงทั่วร่างกาย ไปจนถึงการมีชีวิตอยู่ได้ตามปกติเป็นระยะเวลาหนึ่ง จนกระทั่งเกิดผลกระทบจากรังสีในระยะหลัง ในกลุ่มสัตว์ทดลองบางส่วนที่ได้รับรังสีในปริมาณต่ำ

หน่วยของปริมาณรังสีที่ได้รับ จริง คือ รอนต์เกน (röntgen ) ซึ่งกำหนดเป็น จำนวน ไอออนไนเซชันต่อปริมาตรอากาศหนึ่งหน่วย เครื่องมือวัดที่ใช้หลักการไอออนไนเซชันทั้งหมด (รวมถึงเครื่องวัดรังสีไกเกอร์และห้องไอออนไนเซชัน ) จะวัดปริมาณรังสีที่ได้รับ ผลกระทบขึ้นอยู่กับพลังงานต่อมวลหนึ่งหน่วย ไม่ใช่ปริมาณรังสีที่วัดได้ในอากาศ การสะสมพลังงาน 1 จูลต่อกิโลกรัมมีหน่วยเป็น 1 เกรย์ (Gy) สำหรับรังสีแกมมาพลังงาน 1 MeV การได้รับรังสี 1 รอนต์เกนในอากาศจะทำให้เกิดปริมาณรังสีประมาณ 0.01 เกรย์ (1 เซนติเกรย์, cGy) ในน้ำหรือเนื้อเยื่อผิว เนื่องจากเนื้อเยื่อรอบกระดูกช่วยป้องกัน ไขกระดูกจึงได้รับรังสีเพียงประมาณ 0.67 cGy เมื่อปริมาณรังสีในอากาศคือ 1 รอนต์เกน และปริมาณรังสีที่ผิวหนังคือ 1 cGy ค่าที่ต่ำกว่าบางค่าที่รายงานเกี่ยวกับปริมาณรังสีที่จะทำให้บุคลากรเสียชีวิต 50% ( LD50 ) _นั้นหมายถึงปริมาณรังสีที่ไขกระดูก ซึ่งคิดเป็นเพียง 67% ของปริมาณรังสีในอากาศ

ปริมาณรังสีที่ทำให้ประชากร 50% เสียชีวิต (LD50) เป็นพารามิเตอร์ทั่วไปที่ใช้ในการเปรียบเทียบผลกระทบของกัมมันตรังสีตกค้างประเภทต่างๆ หรือสถานการณ์ต่างๆ โดยปกติแล้ว คำนี้จะถูกกำหนดไว้สำหรับช่วงเวลาที่แน่นอน และจำกัดเฉพาะการศึกษาเกี่ยวกับการเสียชีวิตเฉียบพลัน ช่วงเวลาที่ใช้กันทั่วไปคือ 30 วันหรือน้อยกว่าสำหรับสัตว์ทดลองขนาดเล็กส่วนใหญ่ และ 60 วันสำหรับสัตว์ขนาดใหญ่และมนุษย์ ค่า LD50 นี้_ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าบุคคลเหล่านั้นไม่ได้รับบาดเจ็บหรือการรักษาทางการแพทย์อื่นๆ

ในทศวรรษ 1950 ค่า LD50 _{สำหรับ}รังสีแกมมาถูกกำหนดไว้ที่ 3.5 Gy ในขณะที่ภายใต้สภาวะที่เลวร้ายกว่าในภาวะสงคราม (อาหารไม่ดี การดูแลทางการแพทย์น้อย การพยาบาลที่ไม่ดี) ค่า LD50 _อยู่ที่ 2.5 Gy (250 rad) มีรายงานผู้รอดชีวิตจากการได้รับรังสีเกิน 6 Gy เพียงไม่กี่ราย มีคนหนึ่งที่เชอร์โนบิลรอดชีวิตจากการได้รับรังสีมากกว่า 10 Gy แต่หลายคนที่ได้รับรังสีที่นั่นไม่ได้รับรังสีอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งร่างกาย หากบุคคลได้รับรังสีในลักษณะที่ไม่สม่ำเสมอ ปริมาณรังสีที่กำหนด (เฉลี่ยทั่วทั้งร่างกาย) จะมีโอกาสน้อยที่จะทำให้เสียชีวิต ตัวอย่างเช่น หากบุคคลได้รับรังสีที่มือ/แขนส่วนล่าง 100 Gy ซึ่งทำให้ได้รับรังสีโดยรวม 4 Gy พวกเขามีโอกาสรอดชีวิตมากกว่าคนที่ได้รับรังสี 4 Gy ทั่วทั้งร่างกาย ปริมาณรังสีที่มือ 10 Gy หรือมากกว่านั้นอาจทำให้สูญเสียมือได้ นักรังสีวิทยาอุตสาหกรรมชาวอังกฤษที่คาดว่าได้รับรังสีที่มือ 100 Gy ตลอดช่วงชีวิตของเขาต้องสูญเสียมือไปเนื่องจาก โรคผิวหนัง จากรังสี^{[ 18 ]}คนส่วนใหญ่จะป่วยหลังจากได้รับรังสี 1 Gy หรือมากกว่า นั้น ทารกในครรภ์มักจะอ่อนแอต่อรังสีมากกว่าและอาจแท้งบุตรได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในไตรมาสแรก

เนื่องจากมีผลิตภัณฑ์ฟิสชันที่มีอายุสั้นจำนวนมาก กิจกรรมและระดับรังสีของกัมมันตรังสีตกค้างจึงลดลงอย่างรวดเร็วหลังจากถูกปล่อยออกมา โดยจะลดลง 50% ในชั่วโมงแรกหลังจากการระเบิด จากนั้นลดลง 80% ในวันแรก ส่งผลให้การกำจัดสารปนเปื้อน ในระยะแรก เช่น การถอดเสื้อผ้าชั้นนอกที่ปนเปื้อนออก จะมีประสิทธิภาพมากกว่าการทำความสะอาดอย่างละเอียดในภายหลัง^{[ 19 ]}พื้นที่ส่วนใหญ่จะปลอดภัยสำหรับการเดินทางและการกำจัดสารปนเปื้อนหลังจากสามถึงห้าสัปดาห์^{[ 20 ]}

หนึ่งชั่วโมงหลังจากการระเบิดบนพื้นผิว ปริมาณรังสีจากกัมมันตรังสีที่ตกค้างใน บริเวณ ปากปล่องภูเขาไฟจะอยู่ที่ 30 เกรย์ต่อชั่วโมง (Gy/h) อัตราปริมาณรังสี ที่พลเรือนได้รับ ในช่วงเวลาสงบสุขอยู่ระหว่าง 30 ถึง 100 ไมโครเกรย์ต่อปี

สำหรับปริมาณรังสีไม่เกิน 10 กิโลตันรังสีที่เกิดขึ้นทันทีเป็นสาเหตุหลักของการบาดเจ็บล้มตายในสนามรบ มนุษย์ที่ได้รับรังสีในปริมาณที่ทำให้ทุพพลภาพอย่างเฉียบพลัน (30 Gy) จะมีประสิทธิภาพการทำงานลดลงเกือบจะทันทีและไม่สามารถทำอะไรได้ภายในไม่กี่ชั่วโมง พวกเขาจะไม่เสียชีวิตจนกว่าจะผ่านไปห้าถึงหกวันหลังจากการได้รับรังสี หากไม่ได้รับบาดเจ็บอื่น ๆ บุคคลที่ได้รับรังสีน้อยกว่า 1.5 Gy จะไม่ทุพพลภาพ ส่วนผู้ที่ได้รับรังสีมากกว่า 1.5 Gy จะพิการ และบางคนอาจเสียชีวิตในที่สุด

ปริมาณรังสี 5.3 Gy ถึง 8.3 Gy ถือว่าร้ายแรงถึงตายแต่ไม่ทำให้หมดสติในทันที บุคลากรที่ได้รับรังสีในปริมาณนี้จะมีประสิทธิภาพในการรับรู้ลดลงภายในสองถึงสามชั่วโมง^{[ 21 ] [ 22 ]}ขึ้นอยู่กับว่างานที่พวกเขาต้องทำนั้นต้องใช้แรงกายมากน้อยเพียงใด และจะอยู่ในสภาวะที่ไร้ประสิทธิภาพนี้อย่างน้อยสองวัน อย่างไรก็ตาม ในช่วงเวลานั้น พวกเขาจะฟื้นตัวและสามารถทำงานที่ไม่ต้องใช้แรงกายได้ประมาณหกวัน หลังจากนั้นก็จะกลับไปสู่ภาวะเดิมอีกประมาณสี่สัปดาห์ ในช่วงเวลานี้ พวกเขาจะเริ่มแสดงอาการของพิษจากรังสีที่มีความรุนแรงเพียงพอที่จะทำให้พวกเขาไร้ประสิทธิภาพโดยสิ้นเชิง การเสียชีวิตจะเกิดขึ้นประมาณหกสัปดาห์หลังจากการได้รับรังสี แม้ว่าผลลัพธ์อาจแตกต่างกันไป

ผลกระทบที่เกิดขึ้นช้าหรือล่าช้าจากการฉายรังสีเกิดขึ้นตามปริมาณและอัตราการฉายรังสีที่หลากหลาย ผลกระทบที่เกิดขึ้นช้าอาจปรากฏขึ้นหลายเดือนถึงหลายปีหลังจากการฉายรังสีและรวมถึงผลกระทบที่หลากหลายซึ่งเกี่ยวข้องกับเนื้อเยื่อหรืออวัยวะเกือบทั้งหมด ผลกระทบที่เกิดขึ้นช้าบางประการที่อาจเกิดขึ้นจากการบาดเจ็บจากรังสี โดยมีอัตราสูงกว่าความชุกพื้นฐาน ขึ้นอยู่กับปริมาณรังสีที่ดูดซับ ได้แก่การ เกิด มะเร็งการเกิดต้อกระจกโรคผิวหนัง อักเสบเรื้อรังจากรังสี ภาวะเจริญพันธุ์ลดลงและการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม^{[ 23 ]}

ปัจจุบัน ผลกระทบ ทางด้านเทราโทโลยี เพียงอย่างเดียว ที่พบในมนุษย์หลังจากการโจมตีด้วยอาวุธนิวเคลียร์ในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นคือภาวะศีรษะเล็กซึ่งเป็นความผิดปกติแต่กำเนิดที่ได้รับการพิสูจน์แล้วเพียงอย่างเดียวที่พบใน ทารก ในครรภ์ที่กำลังพัฒนาในครรภ์ระหว่างการทิ้งระเบิดที่ฮิโรชิมาและนางาซากิ ในบรรดาสตรีมีครรภ์ทั้งหมดที่อยู่ใกล้พอที่จะสัมผัสกับ รังสีนิวตรอนและรังสีแกมมาใน ปริมาณมากในสองเมืองนั้น จำนวนเด็กที่เกิดมาพร้อมกับภาวะศีรษะเล็กมีน้อยกว่า 50 คน ไม่พบการเพิ่มขึ้นของความผิดปกติแต่กำเนิดที่สามารถพิสูจน์ได้ทางสถิติในเด็กที่เกิดในภายหลังของผู้รอดชีวิตจากการระเบิดนิวเคลียร์ที่ฮิโรชิมาและนางาซากิ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}สตรีผู้รอดชีวิตจากฮิโรชิมาและนางาซากิที่สามารถตั้งครรภ์และสัมผัสกับรังสีในปริมาณมากได้มีบุตรโดยไม่มีอัตราการเกิดความผิดปกติสูงกว่าค่าเฉลี่ยของชาวญี่ปุ่น^{[ 27 ] [ 28 ]}

โครงการสำรวจฟันน้ำนมซึ่งก่อตั้งโดยทีมแพทย์สามีภรรยา เอริค ไรส์ และลูอิส ไรส์เป็นความพยายามวิจัยที่มุ่งเน้นการตรวจหาการมีอยู่ของสตรอนเทียม-90ซึ่งเป็น ไอโซโทปรังสี ที่ก่อให้เกิดมะเร็งที่เกิดจากการทดสอบระเบิดปรมาณูกว่า 400 ครั้งที่ดำเนินการบนพื้นดิน โดยจะถูกดูดซึมจากน้ำและผลิตภัณฑ์นมเข้าสู่กระดูกและฟันเนื่องจากมีความคล้ายคลึงทางเคมีกับแคลเซียมทีมงานได้ส่งแบบฟอร์มการเก็บรวบรวมไปยังโรงเรียนใน พื้นที่ เซนต์หลุยส์ รัฐมิสซูรีโดยหวังว่าจะรวบรวมฟันได้ 50,000 ซี่ในแต่ละปี ในที่สุด โครงการนี้ได้รวบรวมฟันมากกว่า 300,000 ซี่จากเด็กที่มีอายุต่างกันก่อนที่โครงการจะยุติลงในปี 1970 ^{[ 29 ]}

ผลเบื้องต้นของการสำรวจฟันน้ำนมได้รับการตีพิมพ์ในวารสารScience ฉบับวันที่ 24 พฤศจิกายน พ.ศ. 2504 และแสดงให้เห็นว่าระดับของสตรอนเทียม-90เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในเด็กที่เกิดในช่วงทศวรรษ พ.ศ. 2494 โดยเด็กที่เกิดในภายหลังแสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นที่เด่นชัดที่สุด^{[ 30 ]}ผลการศึกษาที่ครอบคลุมมากขึ้นเกี่ยวกับธาตุที่พบในฟันที่เก็บรวบรวมแสดงให้เห็นว่าเด็กที่เกิดหลังปี พ.ศ. 2506 มีระดับของสตรอนเทียม-90 ในฟันน้ำนมสูงกว่าเด็กที่เกิดก่อนการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ขนาดใหญ่ถึง 50 เท่า ผลการค้นพบนี้ช่วยโน้มน้าวให้ประธานาธิบดีจอห์น เอฟ. เคนเนดี แห่งสหรัฐอเมริกา ลงนามในสนธิสัญญาห้ามทดสอบนิวเคลียร์บางส่วนกับสหราชอาณาจักรและสหภาพโซเวียต ซึ่งยุติ การทดสอบอาวุธนิวเคลียร์บนพื้นดินที่ก่อให้เกิดกัมมันตรังสีตกค้างในชั้นบรรยากาศมากที่สุด^{[ 31 ]}

บางคนมองว่าการสำรวจฟันน้ำนมเป็น "แคมเปญที่ใช้กลยุทธ์การรณรงค์ผ่านสื่อหลากหลายรูปแบบอย่างมีประสิทธิภาพ" เพื่อปลุกปั่นความตื่นตระหนกให้แก่สาธารณชนและ "กระตุ้น" การสนับสนุนต่อต้านการทดสอบนิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศ และการยุติการทดสอบดังกล่าวโดยทั่วไปถูกมองว่าเป็นผลลัพธ์เชิงบวกด้วยเหตุผลมากมาย การสำรวจไม่สามารถแสดงให้เห็นในขณะนั้นหรือในหลายทศวรรษที่ผ่านมาว่าระดับของสตรอนเทียม-90 ทั่วโลกหรือกัมมันตรังสีตกค้างโดยทั่วไปนั้นเป็นอันตรายถึงชีวิต เนื่องจาก "สตรอนเทียม-90 มากกว่าก่อนการทดสอบนิวเคลียร์ 50 เท่า" เป็นตัวเลขที่น้อยมาก และการคูณตัวเลขที่น้อยมากก็จะได้ผลลัพธ์เป็นเพียงตัวเลขที่น้อยมากที่ใหญ่ขึ้นเล็กน้อยเท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้นโครงการรังสีและสุขภาพสาธารณะที่เก็บรักษาฟันเหล่านั้นไว้ในปัจจุบันก็ถูกวิพากษ์วิจารณ์ในเรื่องจุดยืนและสิ่งพิมพ์ของพวกเขา บทความในหนังสือพิมพ์นิวยอร์กไทมส์ ปี 2003 ระบุว่านักวิทยาศาสตร์หลายคนมองว่างานของกลุ่มนี้เป็นที่ถกเถียงและขาดความน่าเชื่อถือในวงการวิทยาศาสตร์ ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์บางคนมองว่าเป็น "งานที่ดีและรอบคอบ" ^{[ 32 ]}ในบทความเดือนเมษายน 2014 ในPopular Scienceซาราห์ เฟคท์ โต้แย้งว่างานของกลุ่ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรณีที่มีการพูดถึงกันอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการเลือกข้อมูลเฉพาะส่วนเพื่อชี้ให้เห็นว่ากัมมันตรังสีตกค้างจากอุบัติเหตุฟุกุชิมะในปี 2011 ทำให้ทารกเสียชีวิตในอเมริกา เป็น " วิทยาศาสตร์ไร้สาระ " เพราะถึงแม้เอกสารของพวกเขาจะได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญแล้ว แต่ความพยายามอิสระในการยืนยันผลลัพธ์ของพวกเขากลับพบผลลัพธ์ที่ไม่สอดคล้องกับสิ่งที่องค์กรเสนอ^{[ 33 ]}ก่อนหน้านี้องค์กรได้เสนอว่าเหตุการณ์เดียวกันนี้เกิดขึ้นหลังจาก อุบัติเหตุ ทรีไมล์ไอส์แลนด์ในปี 1979แม้ว่าคณะกรรมการพลังงานปรมาณูจะโต้แย้งว่าเรื่องนี้ไม่มีมูลความจริง^{[ 34 ]}การสำรวจฟัน และเป้าหมายใหม่ขององค์กรในการผลักดันให้มีการห้ามทดสอบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของสหรัฐฯ ได้รับการอธิบายอย่างละเอียดและวิพากษ์วิจารณ์ว่าเป็น " ปัญหา นางฟ้าฟัน " โดย คณะกรรมการ ^{กำกับ}ดูแลนิวเคลียร์^[ 35 ^]

ในกรณีที่มีการแลกเปลี่ยนนิวเคลียร์ขนาดใหญ่ ผลกระทบจะรุนแรงต่อสิ่งแวดล้อมรวมถึงประชากรมนุษย์โดยตรง ภายในเขตระเบิดโดยตรง ทุกสิ่งทุกอย่างจะระเหยและถูกทำลาย เมืองที่ได้รับความเสียหายแต่ไม่ถูกทำลายทั้งหมดจะสูญเสียระบบน้ำเนื่องจากการไฟฟ้าดับและท่อส่งน้ำแตก ภายในรูปแบบการตกของกัมมันตรังสีในพื้นที่ แหล่งน้ำในเขตชานเมืองจะปนเปื้อนอย่างมาก ณ จุดนี้ น้ำที่เก็บไว้จะเป็นน้ำที่ปลอดภัยเพียงอย่างเดียวที่สามารถใช้ได้ น้ำผิวดินทั้งหมดภายในพื้นที่ตกของกัมมันตรังสีจะปนเปื้อนด้วยผลิตภัณฑ์ฟิสชันที่ตกลงมา^{[ 36 ]}

ภายในไม่กี่เดือนแรกของการแลกเปลี่ยนนิวเคลียร์ กัมมันตรังสีตกค้างจะยังคงพัฒนาและส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม ฝุ่น ควัน และอนุภาคกัมมันตรังสีจะตกลงมาหลายร้อยกิโลเมตรตามทิศทางลมจากจุดระเบิดและปนเปื้อนแหล่งน้ำผิวดินไอโอดีน-131จะเป็นผลิตภัณฑ์ฟิสชันหลักในช่วงไม่กี่สัปดาห์แรก และในเดือนต่อๆ มา ผลิตภัณฑ์ฟิสชันหลักจะเป็นสตรอนเทียม-90ผลิตภัณฑ์ฟิสชันเหล่านี้จะยังคงอยู่ในฝุ่นตกค้าง ส่งผลให้แม่น้ำ ทะเลสาบ ตะกอน และดินปนเปื้อนด้วยกัมมันตรังสีตกค้าง^{[ 36 ]}

แหล่งน้ำในพื้นที่ชนบทจะปนเปื้อนอนุภาคฟิสชันในระยะกลางและระยะยาวน้อยกว่าในเมืองและพื้นที่ชานเมือง หากไม่มีการปนเปื้อนเพิ่มเติม ทะเลสาบ อ่างเก็บน้ำ แม่น้ำ และน้ำไหลบ่าจะค่อยๆ ปนเปื้อนน้อยลงเมื่อน้ำไหลผ่านระบบอย่างต่อเนื่อง^{[ 36 ]}

อย่างไรก็ตาม แหล่งน้ำใต้ดิน เช่น ชั้นหินอุ้มน้ำ จะยังคงไม่ปนเปื้อนในระยะแรกในกรณีที่เกิดกัมมันตรังสีตกค้าง เมื่อเวลาผ่านไป น้ำใต้ดินอาจปนเปื้อนด้วยอนุภาคกัมมันตรังสีตกค้าง และจะยังคงปนเปื้อนอยู่เป็นเวลากว่า 10 ปีหลังจากการปะทะกันของนิวเคลียร์^{[ 36 ]}ต้องใช้เวลาหลายร้อยหรือหลายพันปีจึงจะสามารถทำให้ชั้นหินอุ้มน้ำบริสุทธิ์ได้อย่างสมบูรณ์^{[ 37 ]}น้ำใต้ดินจะยังคงปลอดภัยกว่าน้ำผิวดิน และจำเป็นต้องบริโภคในปริมาณที่น้อยกว่า ในระยะยาวซีเซียม-137และสตรอนเทียม-90 จะเป็นสารกัมมันตรังสีหลักที่ส่งผลกระทบต่อแหล่งน้ำจืด^{[ 36 ]}

อันตรายจากกัมมันตรังสีตกค้างไม่ได้หยุดอยู่แค่ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคมะเร็งและโรคจากรังสีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการมีสารกัมมันตรังสีอยู่ในอวัยวะของมนุษย์จากอาหารด้วย เหตุการณ์กัมมันตรังสีตกค้างจะทิ้งอนุภาคฟิสชันไว้ในดินให้สัตว์กินเข้าไป ตามด้วยมนุษย์ นม เนื้อ ปลา ผัก ธัญพืช และอาหารอื่นๆ ที่ปนเปื้อนกัมมันตรังสีล้วนเป็นอันตรายเนื่องจากกัมมันตรังสีตกค้าง^{[ 36 ]}

ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2488 ถึง พ.ศ. 2510 สหรัฐอเมริกาได้ทำการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์หลายร้อยครั้งการทดสอบในชั้นบรรยากาศเกิดขึ้นเหนือแผ่นดินใหญ่ของสหรัฐอเมริกาในช่วงเวลานี้ และเป็นผลให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาผลกระทบของกัมมันตรังสีตกค้างต่อสิ่งแวดล้อมได้ การระเบิดที่เกิดขึ้นใกล้พื้นผิวโลกทำให้ดินหลายพันตันได้รับรังสี วัสดุที่ถูกดึงเข้าสู่ชั้นบรรยากาศนั้น ส่วนหนึ่งของวัสดุกัมมันตรังสีจะถูกพัดพาไปโดยลมระดับต่ำและตกตะกอนในบริเวณโดยรอบในรูปของฝุ่นกัมมันตรังสี วัสดุที่ถูกดักจับโดยลมระดับสูงจะยังคงเคลื่อนที่ต่อไป เมื่อเมฆกัมมันตรังสีที่ระดับความสูงสูงสัมผัสกับฝน กัมมันตรังสีตกค้างจะปนเปื้อนพื้นที่ด้านล่างที่อยู่ใต้ลม^{[ 38 ]}

พื้นที่เกษตรกรรมและพืชจะดูดซับสารปนเปื้อน และสัตว์จะบริโภคสารกัมมันตรังสี ส่งผลให้ฝุ่นกัมมันตรังสีอาจทำให้ปศุสัตว์ป่วยหรือตาย และหากบริโภคเข้าไป สารกัมมันตรังสีจะถูกส่งต่อไปยังมนุษย์^{[ 38 ]}

ความเสียหายต่อสิ่งมีชีวิตอื่นอันเป็นผลมาจากกัมมันตรังสีตกค้างขึ้นอยู่กับชนิดของสิ่งมีชีวิต สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีความไวต่อรังสีนิวเคลียร์อย่างมาก รองลงมาคือนก พืช ปลา สัตว์เลื้อยคลาน กุ้ง แมลง มอส ไลเคน สาหร่าย แบคทีเรีย หอย และไวรัส^{[ 39 ]}

นักภูมิอากาศวิทยาAlan Robockและศาสตราจารย์ Brian Toon จากภาควิชาวิทยาศาสตร์บรรยากาศและมหาสมุทร ได้สร้างแบบจำลองสงครามนิวเคลียร์ขนาดเล็กสมมุติฐานที่มีการใช้อาวุธประมาณ 100 ลูก ในสถานการณ์นี้ ไฟจะสร้างเขม่าจำนวนมากพอในชั้นบรรยากาศเพื่อปิดกั้นแสงแดด ทำให้อุณหภูมิโลกลดลงมากกว่าหนึ่งองศาเซลเซียส ผลที่ตามมาอาจก่อให้เกิดความไม่มั่นคงทางอาหารอย่างกว้างขวาง (ภาวะอดอยากจากนิวเคลียร์) ปริมาณน้ำฝนทั่วโลกจะหยุดชะงัก หากมีเขม่ามากพอในชั้นบรรยากาศเบื้องบน ชั้นโอโซนของโลกอาจถูกทำลาย ส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืชและสุขภาพของมนุษย์^{[ 40 ]}

รังสีจากกัมมันตรังสีตกค้างจะคงอยู่ในดิน พืช และห่วงโซ่อาหารเป็นเวลาหลายปี ห่วงโซ่อาหารในทะเลมีความเสี่ยงต่อกัมมันตรังสีตกค้างและผลกระทบของเขม่าในบรรยากาศมากกว่า^{[ 40 ]}

อันตรายของกัมมันตรังสีตกค้างในห่วงโซ่อาหารของมนุษย์นั้นเห็นได้ชัดจากการศึกษาไลเคน-กวางคาริบู-ชาวเอสกิโมในอลาสก้า^{[ 41 ]}ผลกระทบหลักที่สังเกตได้ในมนุษย์คือความผิดปกติของต่อมไทรอยด์ ผลของการตกค้างของนิวเคลียร์เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อการอยู่รอดของมนุษย์และชีวภาค การตกค้างเปลี่ยนแปลงคุณภาพของบรรยากาศ ดิน และน้ำ และทำให้สิ่งมีชีวิตสูญพันธุ์^{[ 42 ]}

ในช่วงสงครามเย็นรัฐบาลของสหรัฐอเมริกา สหภาพโซเวียต สหราชอาณาจักร และจีน พยายามให้ความรู้แก่ประชาชนเกี่ยวกับการเอาตัวรอดจากการโจมตีด้วยอาวุธนิวเคลียร์ โดยการให้แนวทางในการลดการสัมผัสกับกัมมันตรังสีในระยะสั้น ความพยายามนี้เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อการป้องกันพลเรือน (Civil Defense )

การป้องกันการตกค้างของกัมมันตรังสีนั้นเกี่ยวข้องกับการป้องกันรังสีเป็นหลัก รังสีจากการตกค้างของกัมมันตรังสีนั้นพบได้ในรูปแบบของ รังสี อัลฟาเบตาและแกมมาและเนื่องจากเสื้อผ้าทั่วไปสามารถป้องกันรังสีอัลฟาและเบตาได้^{[ 43 ]}มาตรการป้องกันการตกค้างของกัมมันตรังสีส่วนใหญ่จึงเกี่ยวข้องกับการลดการสัมผัสกับรังสีแกมมา^{[ 44 ]}เพื่อวัตถุประสงค์ในการป้องกันรังสี วัสดุหลายชนิดมีความหนาครึ่งหนึ่ง ที่เป็นลักษณะเฉพาะ : ความหนาของชั้นวัสดุที่เพียงพอที่จะลดการสัมผัสกับรังสีแกมมาลง 50% ความหนาครึ่งหนึ่งของวัสดุทั่วไป ได้แก่ ตะกั่ว 1 ซม. (0.4 นิ้ว) คอนกรีต 6 ซม. (2.4 นิ้ว) ดินอัด 9 ซม. (3.6 นิ้ว) หรืออากาศ 150 ม. (500 ฟุต) เมื่อสร้างความหนาหลายชั้น การป้องกันก็จะเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณ แผ่นป้องกันการตกค้างของกัมมันตรังสีที่ใช้งานได้จริงคือวัสดุที่มีความหนาครึ่งหนึ่งสิบชั้น เช่น ดินอัด 90 ซม. (36 นิ้ว) ซึ่งลดการสัมผัสกับรังสีแกมมาลงประมาณ 1024 เท่า (2 ¹⁰ ) ^{[ 45 ] [ 46 ]}ที่พักพิงที่สร้างด้วยวัสดุเหล่านี้เพื่อจุดประสงค์ในการป้องกันฝุ่นกัมมันตรังสีเรียกว่าที่พักพิงฝุ่นกัมมันตรังสี

เนื่องจากภาคพลังงานนิวเคลียร์เติบโตอย่างต่อเนื่อง วาทกรรมระหว่างประเทศเกี่ยวกับสงครามนิวเคลียร์ทวีความรุนแรงขึ้น และภัยคุกคามจากวัสดุกัมมันตรังสีที่อาจตกไปอยู่ในมือของบุคคลอันตรายยังคงมีอยู่ นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากจึงทำงานอย่างหนักเพื่อหาวิธีที่ดีที่สุดในการปกป้องอวัยวะของมนุษย์จากผลกระทบที่เป็นอันตรายของรังสีพลังงานสูงกลุ่มอาการรังสีเฉียบพลัน (ARS) เป็นความเสี่ยงที่เกิดขึ้นทันทีที่สุดต่อมนุษย์เมื่อสัมผัสกับรังสีไอออนไนซ์ในปริมาณที่มากกว่าประมาณ 0.1  Gy/ชม . รังสีในช่วงพลังงานต่ำ ( รังสี อัลฟาและเบตา ) ที่มีอำนาจทะลุทะลวงต่ำนั้นไม่น่าจะก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่ออวัยวะภายใน (แม้ว่าหากมีการปนเปื้อนโดยการกลืนกิน สูดดม หรือสัมผัสกับผิวหนัง และอยู่ใกล้กับเนื้อเยื่อและอวัยวะ ผลกระทบของอนุภาคขนาดใหญ่เหล่านี้อาจร้ายแรงมาก) อย่างไรก็ตาม รังสี แกมมาและนิวตรอน ที่มีอำนาจทะลุทะลวงสูง นั้นสามารถทะลุผ่านผิวหนังและกลไกการป้องกันที่บางหลายอย่างได้อย่างง่ายดาย ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของเซลล์ในเซลล์ต้นกำเนิดที่พบในไขกระดูก แม้ว่าการป้องกันร่างกายอย่างเต็มรูปแบบในที่หลบภัยกัมมันตรังสีที่ปลอดภัยดังที่กล่าวมาข้างต้นจะเป็นรูปแบบการป้องกันรังสีที่ดีที่สุด แต่ก็จำเป็นต้องอยู่ในบังเกอร์ที่หนามากเป็นเวลานานพอสมควร ในกรณีที่เกิดภัยพิบัตินิวเคลียร์ใดๆ ก็ตาม จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีอุปกรณ์ป้องกันเคลื่อนที่สำหรับบุคลากรทางการแพทย์และเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยเพื่อดำเนินการกักกัน การอพยพ และวัตถุประสงค์ด้านความปลอดภัยสาธารณะที่สำคัญอื่นๆ อีกมากมาย มวลของวัสดุป้องกันที่จำเป็นในการปกป้องร่างกายทั้งหมดจากรังสีพลังงานสูงอย่างเหมาะสมจะทำให้การเคลื่อนไหวเพื่อการใช้งานเป็นไปไม่ได้โดยสิ้นเชิง นี่จึงเป็นเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์เริ่มวิจัยแนวคิดเกี่ยวกับการป้องกันร่างกายบางส่วน ซึ่งเป็นกลยุทธ์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด (HSCT) แนวคิดคือการใช้วัสดุป้องกันในปริมาณที่เพียงพอเพื่อปกป้องไขกระดูกที่มีความเข้มข้นสูงในบริเวณเชิงกราน ซึ่งมีเซลล์ต้นกำเนิดที่สามารถสร้างใหม่ได้มากพอที่จะสร้างไขกระดูกที่ไม่ได้รับผลกระทบขึ้นมาใหม่ในร่างกาย^{[ 47 ]}ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการป้องกันไขกระดูกสามารถพบได้ในบทความวารสาร Health Physics Radiation Safety Journal เรื่อง Selective Shielding of Bone Marrow: An Approach to Protecting Humans from External Gamma Radiation หรือใน รายงานปี 2015 ของ องค์การเพื่อความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนา (OECD)และสำนักงานพลังงานนิวเคลียร์ (NEA) : Occupational Radiation Protection in Severe Accident Management

อันตรายจากรังสีที่ตกค้างจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อเวลาผ่านไป ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการสลายตัวแบบเอกซ์โพเนนเชียลของนิวไคลด์กัมมันตรังสีแต่ละชนิด หนังสือของ Cresson H. Kearny นำเสนอข้อมูลที่แสดงให้เห็นว่าในช่วงสองสามวันแรกหลังจากการระเบิด อัตราปริมาณรังสีจะลดลงสิบเท่าทุกๆ การเพิ่มขึ้นเจ็ดเท่าของจำนวนชั่วโมงนับตั้งแต่การระเบิด เขานำเสนอข้อมูลที่แสดงให้เห็นว่า "ต้องใช้เวลานานประมาณเจ็ดเท่าสำหรับอัตราปริมาณรังสีที่จะลดลงจาก 1,000 โรntgen ต่อชั่วโมง (1,000 R/hr) เป็น 10 R/hr (48 ชั่วโมง) มากกว่าที่จะลดลงจาก 1,000 R/hr เป็น 100 R/hr (7 ชั่วโมง)" ^{[ 46 ]}นี่เป็นกฎทั่วไปที่อิงจากข้อมูลที่สังเกตได้ ไม่ใช่ความสัมพันธ์ที่แม่นยำ

รัฐบาลสหรัฐอเมริกา โดยเฉพาะสำนักงานป้องกันพลเรือนในกระทรวงกลาโหมได้จัดทำคู่มือการป้องกันกัมมันตรังสีในช่วงทศวรรษ 1960 ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบหนังสือเล่มเล็ก หนังสือเล่มเล็กเหล่านี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการเอาชีวิตรอดจากกัมมันตรังสีนิวเคลียร์ได้ดีที่สุด นอกจากนี้ยังรวมถึงคำแนะนำสำหรับที่หลบภัยกัมมันตรังสี ประเภทต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นสำหรับครอบครัว โรงพยาบาล หรือโรงเรียน^{[ 48 ] [ 49 ]}นอกจากนี้ยังมีคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการสร้างที่หลบภัยกัมมันตรังสีแบบชั่วคราว และสิ่งที่ควรทำเพื่อเพิ่มโอกาสในการเอาชีวิตรอดของบุคคลหากพวกเขาไม่ได้เตรียมตัวไว้^{[ 50 ]}

แนวคิดหลักในคู่มือเหล่านี้คือ วัสดุต่างๆ เช่น คอนกรีต ดิน และทราย มีความจำเป็นในการปกป้องบุคคลจากอนุภาคกัมมันตรังสีและรังสีตกค้าง จำเป็นต้องใช้วัสดุประเภทนี้ในปริมาณมากเพื่อปกป้องบุคคลจากรังสีตกค้าง ดังนั้นเสื้อผ้าป้องกันจึงไม่สามารถปกป้องบุคคลจากรังสีตกค้างได้^{[ 50 ] [ 48 ]}เสื้อผ้าป้องกันสามารถป้องกันอนุภาคกัมมันตรังสีตกค้างไม่ให้สัมผัสกับร่างกายของบุคคลได้ แต่รังสีจากอนุภาคเหล่านี้จะยังคงซึมผ่านเสื้อผ้าได้ หากเสื้อผ้าป้องกันสามารถป้องกันรังสีตกค้างได้ มันจะต้องหนาและหนักมากจนบุคคลไม่สามารถใช้งานได้^{[ 48 ]}

คู่มือเหล่านี้ระบุว่าที่พักพิงป้องกันกัมมันตรังสีควรมีทรัพยากรเพียงพอที่จะทำให้ผู้ที่อาศัยอยู่มีชีวิตอยู่ได้นานถึงสองสัปดาห์ ที่พักพิงแบบชุมชนเป็นที่นิยมมากกว่าที่พักพิงแบบครอบครัวเดี่ยว ยิ่งมีคนอยู่ในที่พักพิงมากเท่าไหร่ ที่พักพิงนั้นก็จะมีทรัพยากรมากขึ้นและหลากหลายมากขึ้นเท่านั้น ที่พักพิงของชุมชนเหล่านี้ยังจะช่วยอำนวยความสะดวกในการฟื้นฟูชุมชนในอนาคตอีกด้วย ที่พักพิงแบบครอบครัวเดี่ยวควรสร้างไว้ใต้ดินหากเป็นไปได้ ที่พักพิงป้องกันกัมมันตรังสีหลายประเภทสามารถสร้างได้ด้วยเงินจำนวนไม่มากนัก^{[ 48 ] [ 50 ]}รูปแบบทั่วไปของที่พักพิงป้องกันกัมมันตรังสีคือการสร้างที่พักพิงไว้ใต้ดิน โดยใช้บล็อกคอนกรีตแข็งเป็นหลังคา หากที่พักพิงสามารถอยู่ใต้ดินได้เพียงบางส่วน ขอแนะนำให้ถมดินทับที่พักพิงนั้นให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ หากบ้านมีห้องใต้ดิน ควรสร้างที่พักพิงป้องกันกัมมันตรังสีไว้ที่มุมใดมุมหนึ่งของห้องใต้ดิน^{[ 48 ]}ใจกลางห้องใต้ดินเป็นบริเวณที่มีรังสีมากที่สุด เนื่องจากรังสีจะเข้าสู่ห้องใต้ดินได้ง่ายที่สุดจากชั้นบน ผนังสองด้านของที่พักพิงในมุมห้องใต้ดินจะเป็นผนังห้องใต้ดินที่ล้อมรอบด้วยดินด้านนอก แนะนำให้ใช้บล็อกคอนกรีตที่บรรจุทรายหรือดินสำหรับผนังอีกสองด้าน บล็อกคอนกรีตหรือวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงอื่นๆ ควรใช้เป็นหลังคาสำหรับที่พักพิงป้องกันกัมมันตรังสีในห้องใต้ดิน เนื่องจากพื้นบ้านไม่เหมาะที่จะใช้เป็นหลังคาสำหรับที่พักพิงป้องกันกัมมันตรังสีที่พักพิงเหล่านี้ควรมีน้ำ อาหาร เครื่องมือ และวิธีการจัดการกับของเสียจากมนุษย์^{[ 50 ]}

หากบุคคลนั้นไม่ได้สร้างที่พักพิงไว้ก่อนหน้านี้ คำแนะนำเหล่านี้แนะนำให้พยายามลงไปอยู่ใต้ดิน หากบุคคลนั้นมีห้องใต้ดินแต่ไม่มีที่พักพิง พวกเขาควรวางอาหาร น้ำ และถังขยะไว้ที่มุมห้องใต้ดิน จากนั้นควรนำสิ่งของต่างๆ เช่น เฟอร์นิเจอร์มาวางซ้อนกันเพื่อสร้างกำแพงล้อมรอบตัวบุคคลที่อยู่ในมุมนั้น^{[ 50 ]}หากไม่สามารถเข้าถึงใต้ดินได้ แนะนำให้ไปที่อาคารอพาร์ตเมนต์สูงอย่างน้อย 10 ไมล์จากจุดระเบิดเพื่อเป็นที่หลบภัยจากกัมมันตรังสีที่ดี ผู้คนที่อยู่ในอาคารเหล่านี้ควรเข้าไปใกล้ใจกลางอาคารให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และหลีกเลี่ยงชั้นบนสุดและชั้นล่างสุด^{[ 48 ]}

สำนักงานป้องกันพลเรือนระบุว่าโรงเรียนเป็นสถานที่หลบภัยจากกัมมันตรังสีที่ได้รับความนิยมมากที่สุด^{[ 49 ] [ 48 ]}โรงเรียน (ไม่รวมมหาวิทยาลัย) มีนักเรียนประมาณหนึ่งในสี่ของประชากรของสหรัฐอเมริกาในช่วงเวลาที่เปิดภาคเรียน การกระจายตัวของโรงเรียนทั่วประเทศสะท้อนถึงความหนาแน่นของประชากร และมักเป็นอาคารที่เหมาะสมที่สุดในชุมชนที่จะใช้เป็นที่หลบภัยจากกัมมันตรังสี นอกจากนี้โรงเรียนยังมีองค์กรและผู้นำอยู่แล้ว^{[ 48 ]}สำนักงานป้องกันพลเรือนแนะนำให้ปรับปรุงโรงเรียนที่มีอยู่และการก่อสร้างโรงเรียนในอนาคตให้มีผนังและหลังคาที่หนาขึ้น ระบบไฟฟ้าที่ได้รับการป้องกันที่ดีขึ้น ระบบระบายอากาศแบบฟอกอากาศ และปั๊มน้ำที่ได้รับการป้องกัน^{[ 49 ]}สำนักงานป้องกันพลเรือนกำหนดว่าจำเป็นต้องมีพื้นที่สุทธิประมาณ 10 ตารางฟุตต่อคนในโรงเรียนที่จะทำหน้าที่เป็นที่หลบภัยจากกัมมันตรังสี ห้องเรียนปกติสามารถรองรับคนได้ 180 คนพร้อมพื้นที่นอน หากเกิดการโจมตีขึ้น เฟอร์นิเจอร์ที่ไม่จำเป็นทั้งหมดจะต้องถูกย้ายออกจากห้องเรียนเพื่อให้มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับผู้คน แนะนำให้จัดโต๊ะไว้หนึ่งหรือสองตัวในห้องหากเป็นไปได้ เพื่อใช้เป็นสถานีเสิร์ฟอาหาร^{[ 48 ]}

สำนักงานป้องกันพลเรือนได้ทำการศึกษากรณีศึกษาจำนวน 4 กรณี เพื่อหาต้นทุนในการเปลี่ยนโรงเรียนที่มีอยู่ 4 แห่งให้เป็นที่หลบภัยจากกัมมันตรังสี และความจุของโรงเรียนเหล่านั้น ต้นทุนของโรงเรียนต่อผู้พักอาศัยในช่วงทศวรรษ 1960 คือ 66.00 ดอลลาร์ 127.00 ดอลลาร์ 50.00 ดอลลาร์ และ 180.00 ดอลลาร์ ตามลำดับ ความจุของโรงเรียนเหล่านี้ในการรองรับผู้คนเป็นที่พักพิงคือ 735, 511, 484 และ 460 คน ตามลำดับ^{[ 48 ]}

กระทรวงความมั่นคงแห่งมาตุภูมิของสหรัฐอเมริกาและสำนักงานจัดการเหตุฉุกเฉินแห่งสหรัฐอเมริกาได้ประสานงานกับหน่วยงานอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการคุ้มครองสาธารณะภายหลังการระเบิดนิวเคลียร์ โดยได้พัฒนาเอกสารแนวทางล่าสุดที่ต่อยอดจากกรอบงานป้องกันพลเรือนเดิม เอกสารแนวทางการวางแผนการตอบสนองต่อการระเบิดนิวเคลียร์ได้รับการเผยแพร่ในปี 2022 และให้การวิเคราะห์เชิงลึกและการวางแผนการตอบสนองสำหรับเขตอำนาจศาลของรัฐบาลท้องถิ่น^{[ 51 ]}

กัมมันตรังสีตกค้างยังอาจหมายถึงวัสดุกัมมันตรังสีที่เกิดจากอุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (เช่นเชอร์โนบิลหรือฟุกุชิมะ ) ^{[ 3 ]}แม้ว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะไม่ระเบิดเหมือนอาวุธนิวเคลียร์ ก็ตาม ลาย เซ็นไอโซโทปของกัมมันตรังสีตกค้างจากระเบิดนั้นแตกต่างจากกัมมันตรังสีตกค้างจากอุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์มาก เนื่องจากแกนกลางของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สะสมเศษชิ้นส่วนฟิสชันในช่วงหลายเดือนหรือหลายปี จึงมีกัมมันตภาพรังสีโดยรวมมากกว่าที่เกิดขึ้นในการระเบิดนิวเคลียร์ และมีสัดส่วนของ ผลิตภัณฑ์ ฟิสชันที่มีอายุยืนยาว มากกว่า ^{[ 52 ]}

สาขาความปลอดภัยทางนิวเคลียร์เกี่ยวข้องกับการป้องกันอุบัติเหตุนิวเคลียร์และการบรรเทาผลกระทบเชิงลบ รวมถึงการตกค้างของกัมมันตรังสี ในสหรัฐอเมริกา กฎระเบียบด้านความปลอดภัยได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกโดยคณะกรรมการพลังงานปรมาณูในช่วงทศวรรษที่ 1950 และ 1960 ^{[ 53 ]}

การระเบิดของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่เชอร์โนบิล ในปี 1986 ถูกจัดประเภทเป็นอุบัติเหตุระดับ 7 ซึ่งเป็นระดับสูงสุดที่เป็นไปได้ในมาตรา INES เนื่องจากผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพในวงกว้าง และ "การปล่อยสารกัมมันตรังสีจากแกนเครื่องปฏิกรณ์สู่ภายนอกในปริมาณมาก" ^{[ 54 ]}อุบัติเหตุนิวเคลียร์นี้ยังคงเป็นอุบัติเหตุเดียวในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ที่นำไปสู่การเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับรังสี การระเบิดของไอน้ำและไฟไหม้ปล่อยรังสีประมาณ 5200 PBq หรืออย่างน้อย 5 เปอร์เซ็นต์ของแกนเครื่องปฏิกรณ์สู่ชั้นบรรยากาศ การระเบิดดังกล่าวส่งผลให้คนงานโรงงานเสียชีวิต 2 คน ขณะที่อีก 28 คนเสียชีวิตในช่วงหลายสัปดาห์ต่อมาเนื่องจากพิษรังสีอย่างรุนแรง นอกจากนี้ เด็กเล็กและวัยรุ่นในพื้นที่ที่ปนเปื้อนรังสีมากที่สุดแสดงให้เห็นถึงความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคมะเร็งต่อมไทรอยด์แม้ว่าคณะกรรมการวิทยาศาสตร์แห่งสหประชาชาติว่าด้วยผลกระทบของรังสีอะตอมจะระบุว่า "ไม่มีหลักฐานของผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชนที่สำคัญ" นอกเหนือจากนั้น^{[ 55 ] [ 56 ]}อุบัติเหตุนิวเคลียร์ยังส่งผลกระทบอย่างหนักต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงการปนเปื้อนในสภาพแวดล้อมในเมืองที่เกิดจากการตกตะกอนของนิวคลีโอไนด์และการปนเปื้อนของ "พืชผลประเภทต่างๆ โดยเฉพาะผักใบเขียว ... ขึ้นอยู่กับระดับการตกตะกอนและช่วงเวลาของฤดูปลูก" ^{[ 57 ]}

การหลอมละลายของนิวเคลียร์ที่ทรีไมล์ไอส์แลนด์ในปี 1979 ถูกจัดเป็นอุบัติเหตุระดับ 5 ตามมาตรา INES เนื่องจาก "ความเสียหายร้ายแรงต่อแกนปฏิกรณ์" และการรั่วไหลของรังสีที่เกิดจากเหตุการณ์ดังกล่าว^{[ 54 ]}ทรีไมล์ไอส์แลนด์เป็นอุบัติเหตุที่ร้ายแรงที่สุดในประวัติศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ของอเมริกา แต่ผลกระทบนั้นแตกต่างจากอุบัติเหตุเชอร์โนบิล การศึกษาที่ดำเนินการโดยคณะกรรมการกำกับดูแลนิวเคลียร์หลังเหตุการณ์ดังกล่าวเผยให้เห็นว่า ประชากรเกือบ 2 ล้านคนที่อยู่รอบโรงไฟฟ้าทรีไมล์ไอส์แลนด์ "คาดว่าจะได้รับปริมาณรังสีเฉลี่ยเพียง 1 มิลลิเรมเหนือปริมาณรังสีพื้นฐานปกติ" ^{[ 58 ]}ยิ่งไปกว่านั้น ต่างจากผู้ที่ได้รับผลกระทบจากรังสีในอุบัติเหตุเชอร์โนบิล การเกิดมะเร็งต่อมไทรอยด์ในผู้คนรอบทรีไมล์ไอส์แลนด์นั้น "รุนแรงน้อยกว่าและลุกลามน้อยกว่า" ^{[ 59 ]}

เช่นเดียวกับเหตุการณ์ที่ทรีไมล์ไอส์แลนด์ เหตุการณ์ที่ฟุกุชิมะถูกจัดประเภทเบื้องต้นเป็นอุบัติเหตุระดับ 5 ตามมาตรา INES หลังจากสึนามิทำให้ระบบจ่ายไฟและระบบระบายความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ทั้งสามเครื่องใช้งานไม่ได้ ซึ่งต่อมาเครื่องปฏิกรณ์เหล่านั้นก็เกิดการหลอมละลายอย่างมากในอีกหลายวันต่อมา^{[ 60 ]}หลังจากรวมเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่เครื่องปฏิกรณ์ทั้งสามเครื่องเข้าด้วยกัน แทนที่จะประเมินแยกกัน อุบัติเหตุจึงถูกยกระดับเป็นระดับ 7 ของ INES ^{[ 61 ]}การได้รับรังสีจากเหตุการณ์ดังกล่าวทำให้มีการแนะนำให้มีการอพยพประชาชนที่อยู่ห่างจากโรงงานไม่เกิน 30 กิโลเมตร นอกจากนี้ยังยากที่จะติดตามการได้รับรังสีดังกล่าว เนื่องจากสถานีตรวจสอบรังสี 23 แห่งจากทั้งหมด 24 แห่งก็ใช้งานไม่ได้เนื่องจากสึนามิ การกำจัดน้ำที่ปนเปื้อน ทั้งในโรงงานเองและน้ำที่ไหลบ่าลงสู่ทะเลและพื้นที่ใกล้เคียง กลายเป็นความท้าทายอย่างมากสำหรับรัฐบาลญี่ปุ่นและคนงานในโรงงาน ในช่วงระยะเวลาการกักกันหลังเกิดอุบัติเหตุ น้ำที่ปนเปื้อนเล็กน้อยหลายพันลูกบาศก์เมตรถูกปล่อยลงสู่ทะเลเพื่อเพิ่มพื้นที่จัดเก็บน้ำที่ปนเปื้อนมากขึ้นในอาคารเครื่องปฏิกรณ์และกังหัน^{[ 60 ]}ผลกระทบจากอุบัติเหตุฟุกุชิมะมีผลกระทบต่อประชากรโดยรอบน้อยมาก ตามข้อมูลของInstitut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaireพบว่ากว่า 62 เปอร์เซ็นต์ของผู้อยู่อาศัยที่ได้รับการประเมินในจังหวัดฟุกุชิมะได้รับปริมาณรังสีภายนอกน้อยกว่า 1 mSv ในช่วงสี่เดือนหลังเกิดอุบัติเหตุ นอกจากนี้ การเปรียบเทียบการรณรงค์ตรวจคัดกรองเด็กในจังหวัดฟุกุชิมะกับในส่วนอื่นๆ ของประเทศ พบว่าไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความเสี่ยงของมะเร็งต่อมไทรอยด์^{[ 62 ]}

• Glasstone, Samuel และ Dolan, Philip J., ผลกระทบของอาวุธนิวเคลียร์ (ฉบับที่สาม)สำนักพิมพ์รัฐบาลสหรัฐอเมริกา, 1977 ( มีให้ดูออนไลน์ )
• คู่มือของนาโตว่าด้วยแง่มุมทางการแพทย์ของการปฏิบัติการป้องกันภัยคุกคามทางเคมี ชีวภาพ และนิวเคลียร์ (ตอนที่ 1 – นิวเคลียร์)กรมทหารบก กรมทหารเรือ และกรมกองทัพอากาศ วอชิงตัน ดี.ซี. 1996 ( มีให้ดูออนไลน์ )
• Smyth, H. DeW., พลังงานปรมาณูเพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหาร , สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน, 1945. ( รายงานสมิธ )
• ผลกระทบของสงครามนิวเคลียร์สำนักงานประเมินเทคโนโลยี (พฤษภาคม 1979) ( มีให้ ดูออนไลน์ ในคลังข้อมูล Wayback Machineเมื่อวันที่ 28 สิงหาคม 2016)
• T. Imanaka, S. Fukutani, M. Yamamoto, A. Sakaguchi และ M. Hoshi, J. Radiation Research , 2006, 47 , Suppl A121–A127.
• เชลดอน โนวิค, อะตอมไร้ความระมัดระวัง (บอสตัน แมสซาชูเซตส์: สำนักพิมพ์ฮิวตัน มอฟฟลิน, 1969), หน้า 98

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับกัมมันตรังสีตกค้างจากนิวเคลียร์

• NUKEMAP3D – โปรแกรมจำลองผลกระทบของอาวุธนิวเคลียร์แบบ 3 มิติ ที่ใช้ Google Maps เป็นแหล่งข้อมูลหลัก โปรแกรมนี้จำลองผลกระทบของอาวุธนิวเคลียร์ต่อพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ต่างๆ