อนุภาคอัลฟา (α) ประกอบด้วยโปรตอน 2 ตัว และนิวตรอน 2 ตัว ที่รวมตัวกันเป็นอนุภาคเดียว คือนิวเคลียสของฮีเลียม -4 การปล่อยอนุภาคอัลฟาโดยทั่วไปเกิดขึ้นในกระบวนการสลายตัวแบบอัลฟา

อนุภาคอัลฟาเป็นรังสีที่ทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนอย่างรุนแรง แต่เมื่อถูกปล่อยออกมาจากการสลายตัวของกัมมันตรังสี อนุภาคเหล่านี้จะมีพลังในการทะลุทะลวงต่ำและสามารถถูกดูดซับโดยอากาศเพียงไม่กี่เซนติเมตร หรือโดยชั้นบนสุดของผิวหนังมนุษย์ อนุภาคอัลฟาที่ทรงพลังกว่าจากการแตกตัวแบบไตรภาคจะมีพลังงานมากกว่าถึงสามเท่า และทะลุทะลวงอากาศได้ไกลกว่าตามสัดส่วน นิวเคลียสของฮีเลียมที่ก่อตัวเป็นรังสีคอสมิก 10–12% มักจะมีพลังงานสูงกว่านิวเคลียสที่เกิดจากการสลายตัวของกัมมันตรังสีมาก และก่อให้เกิดปัญหาในการป้องกันในอวกาศ อย่างไรก็ตาม รังสีประเภทนี้จะถูกดูดซับโดยชั้นบรรยากาศของโลกอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งเป็นเกราะป้องกันรังสีที่มีความหนาเทียบเท่ากับน้ำประมาณ 10 เมตร^{[ 8 ]}

อนุภาคอัลฟาได้รับการตั้งชื่อโดยเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดตามอักษรตัวแรกในอักษรกรีกคือαเมื่อเขาจัดอันดับการปล่อยรังสีที่รู้จักกันตามลำดับผลกระทบต่อการแตกตัวเป็นไอออนจากมากไปน้อยในปี 1899 สัญลักษณ์คือ α หรือ α²⁺ ^{เนื่องจาก มี ลักษณะ} เหมือนกับนิวเคลียส ของฮีเลียม จึงเรียกอีกอย่าง ^He²⁺หรือ^4²He²⁺แสดงถึงฮีเลียมที่มีประจุ +2 e (ขาดอิเล็กตรอน 2 ตัว) หากไอออนได้รับอิเล็กตรอนจากสิ่งแวดล้อม อนุภาคอัลฟาจะสามารถเขียนได้เป็นอะตอมฮีเลียมปกติ (เป็นกลางทางไฟฟ้า) ⁴ He 

อนุภาคเบตา (β) คือ อิเล็กตรอนหรือโพซิตรอนพลังงานสูงความเร็วสูง ที่ปล่อยออกมาจาก นิวเคลียสกัมมันตรังสี บางชนิดเช่นโพแทสเซียม-40การผลิตอนุภาคเบตาเรียกว่าการสลายตัวของเบตาการสลายตัวของเบตามีสองรูปแบบ คือ β ⁻และ β ⁺ซึ่งก่อให้เกิดอิเล็กตรอนและโพซิตรอนตามลำดับ^{[ 9 ]}อนุภาคเบตามีอำนาจทะลุทะลวงน้อยกว่ารังสีแกมมามาก แต่มีอำนาจทะลุทะลวงมากกว่าอนุภาคอัลฟา

อนุภาคเบตาพลังงานสูงอาจก่อให้เกิดรังสีเอกซ์ที่เรียกว่าเบร็มส์สตรัลลุง ("รังสีเบรก") หรืออิเล็กตรอนทุติยภูมิ ( รังสีเดลต้า ) ขณะที่เคลื่อนที่ผ่านสสาร ทั้งสองอย่างนี้สามารถทำให้เกิดผลกระทบจากการแตกตัวเป็นไอออนทางอ้อมได้ เบร็มส์สตรัลลุงเป็นสิ่งที่น่ากังวลเมื่อต้องป้องกันแหล่งกำเนิดเบตา เนื่องจากปฏิกิริยาของอนุภาคเบตากับวัสดุป้องกันบางชนิดจะก่อให้เกิดเบร็มส์สตรัลลุง ผลกระทบจะมากขึ้นกับวัสดุที่มีเลขอะตอมสูง ดังนั้นจึงใช้วัสดุที่มีเลขอะตอมต่ำในการป้องกันแหล่งกำเนิดเบตา

โพซิตรอนหรือแอนติอิเล็กตรอนเป็นอนุภาคปฏิปักษ์หรือปฏิสสารคู่ตรงข้ามของอิเล็กตรอนเมื่อโพซิตรอนพลังงานต่ำชนกับอิเล็กตรอนพลังงานต่ำ จะเกิด การทำลายล้างส่งผลให้พลังงานของพวกมันเปลี่ยนไปเป็นโฟตอนรังสีแกมมา สองตัวหรือมากกว่า (ดูการทำลายล้างอิเล็กตรอน-โพซิตรอน ) เนื่องจากโพซิตรอนเป็นอนุภาคที่มีประจุบวก จึงสามารถทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมได้โดยตรงผ่านปฏิกิริยาคูลอมบ์

โพซิตรอนสามารถเกิดขึ้นได้จาก การสลายตัวของนิวเคลียสแบบ ปล่อยโพซิตรอน (ผ่านปฏิกิริยาแบบอ่อน ) หรือจากการสร้างคู่ของ โพซิตรอน จากโฟตอน ที่มีพลังงานสูงเพียงพอ โพซิตรอนเป็นแหล่งกำเนิดรังสีไอออนไนซ์เทียมที่ใช้กันทั่วไปในการตรวจ เอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบปล่อยโพซิตรอน (PET) ทางการแพทย์

นิวเคลียสที่มีประจุเป็นลักษณะเฉพาะของรังสีคอสมิกจากกาแล็กซีและปรากฏการณ์อนุภาคจากดวงอาทิตย์ และยกเว้นอนุภาคอัลฟา (นิวเคลียสฮีเลียมที่มีประจุ) แล้ว ไม่มีแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติบนโลก อย่างไรก็ตาม ในอวกาศ โปรตอน นิวเคลียสฮีเลียม และไอออน HZE ที่มีพลังงานสูงมาก สามารถหยุดได้ในเบื้องต้นโดยชั้นป้องกันที่ค่อนข้างบาง เสื้อผ้า หรือผิวหนัง แต่ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะสร้างรังสีทุติยภูมิและก่อให้เกิดผลกระทบทางชีวภาพแบบต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น หากอะตอมของเนื้อเยื่อเพียงหนึ่งอะตอมถูกเคลื่อนที่โดยโปรตอนที่มีพลังงานสูง การชนกันจะทำให้เกิดปฏิกิริยาเพิ่มเติมในร่างกาย นี่เรียกว่า " การถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้น " (LET) ซึ่งใช้การกระเจิงแบบยืดหยุ่น

LET สามารถมองเห็นได้ว่าเป็นลูกบิลเลียดที่ชนกับลูกอื่นในลักษณะของการอนุรักษ์โมเมนตัมโดยส่งทั้งสองลูกออกไปพร้อมกับพลังงานของลูกแรกที่ถูกแบ่งระหว่างทั้งสองลูกอย่างไม่เท่ากัน เมื่อนิวเคลียสที่มีประจุชนกับนิวเคลียสที่เคลื่อนที่ค่อนข้างช้าของวัตถุในอวกาศ จะเกิด LET ขึ้น และนิวตรอน อนุภาคอัลฟา โปรตอนพลังงานต่ำ และนิวเคลียสอื่นๆ จะถูกปล่อยออกมาจากการชนและมีส่วนทำให้เนื้อเยื่อดูดซับปริมาณรังสีทั้งหมด^{[ 10 ]}

แม้ว่าโฟตอนจะเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่ก็สามารถทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมได้โดยอ้อมผ่านปรากฏการณ์โฟโตอิเล็ก ทริก และปรากฏการณ์คอมป์ตันปฏิสัมพันธ์ใดๆ ก็ตามจะทำให้เกิดการปลดปล่อยอิเล็กตรอนออกจากอะตอมด้วยความเร็วสัมพัทธภาพ เปลี่ยนอิเล็กตรอนนั้นให้กลายเป็นอนุภาคเบตา (ทุติยภูมิ) ที่จะทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมอื่นๆ เนื่องจากอะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนส่วนใหญ่เกิดจาก อนุภาค เบตาทุติยภูมิ โฟตอนจึงเป็นรังสีที่ทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนโดยอ้อม^{[ 11 ]}

โฟตอนที่แผ่รังสีเรียกว่ารังสีแกมมาหากเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ การสลายตัว ของอนุภาคย่อยอะตอมหรือการสลายตัวของกัมมันตรังสีภายในนิวเคลียส และเรียกว่ารังสีเอ็กซ์หากเกิดจากภายนอกนิวเคลียส คำว่า "โฟตอน" โดยทั่วไปใช้เพื่ออธิบายทั้งสองอย่าง^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

โดยปกติแล้วรังสีเอกซ์จะมีพลังงานต่ำกว่ารังสีแกมมา และธรรมเนียมเดิมกำหนดขอบเขตไว้ที่ความยาวคลื่น 10 ⁻¹¹เมตร (หรือพลังงานโฟตอน 100  keV) ^{[ 15 ]}เกณฑ์ดังกล่าวเกิดจากข้อจำกัดในอดีตของหลอดเอกซ์เรย์รุ่นเก่าและการรับรู้ที่ต่ำเกี่ยวกับการเปลี่ยนผ่านไอโซเมอร์เทคโนโลยีและการค้นพบสมัยใหม่แสดงให้เห็นถึงการทับซ้อนกันระหว่างพลังงานของรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา ในหลายสาขา รังสีทั้งสองชนิดนี้มีฟังก์ชันการทำงานเหมือนกัน โดยแตกต่างกันเฉพาะแหล่งกำเนิดของรังสีสำหรับการศึกษาบนโลกเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในทางดาราศาสตร์ ซึ่งแหล่งกำเนิดของรังสีมักไม่สามารถระบุได้อย่างน่าเชื่อถือ การแบ่งพลังงานแบบเดิมจึงยังคงถูกรักษาไว้ โดยกำหนดให้รังสีเอกซ์มีพลังงานระหว่างประมาณ 120  eV ถึง 120  keV และรังสีแกมมามีพลังงานตั้งแต่ 100 ถึง 120  keV โดยไม่คำนึงถึงแหล่งกำเนิดเป็นที่ทราบกันดีว่ารังสีแกมมาทางดาราศาสตร์ส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจากกัมมันตภาพรังสี แต่เกิดจากกระบวนการคล้ายกับที่ทำให้เกิดรังสีเอ็กซ์ทางดาราศาสตร์ เพียงแต่ว่าในรังสีแกมมานั้นเกิดจากอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงกว่ามาก

การดูดกลืนด้วยแสงเป็นกลไกหลักในวัสดุอินทรีย์สำหรับพลังงานโฟตอนต่ำกว่า 100  keV ซึ่งเป็นพลังงานทั่วไปของรังสีเอกซ์ ที่มาจากหลอดเอกซ์แบบคลาสสิก ที่พลังงานสูงกว่า 100  keV โฟตอนจะทำให้สสารแตกตัวเป็นไอออนมากขึ้นเรื่อยๆ ผ่านปรากฏการณ์คอมป์ตันและจากนั้นโดยอ้อมผ่านการสร้างคู่ที่พลังงานสูงกว่า 5  MeV แผนภาพปฏิสัมพันธ์ที่แสดงประกอบแสดงให้เห็นการกระเจิงแบบคอมป์ตันสองครั้งที่เกิดขึ้นตามลำดับ ในแต่ละเหตุการณ์การกระเจิง รังสีแกมมาจะถ่ายโอนพลังงานให้กับอิเล็กตรอน และอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ต่อไปในทิศทางที่แตกต่างกันและมีพลังงานลดลง

พลังงานไอออนไนเซชันต่ำสุดของธาตุใดๆ คือ 3.89  eV สำหรับซีเซียมอย่างไรก็ตาม เอกสารของคณะกรรมการการสื่อสารแห่งสหรัฐอเมริกา (US Federal Communications Commission) กำหนดนิยามของรังสีไอออนไนซ์ว่าเป็นรังสีที่มีพลังงานโฟตอนมากกว่า 10  eV (เทียบเท่ากับ ความยาวคลื่น อัลตราไวโอเลต ไกล ที่ 124 นาโนเมตร ) ^{[ 2 ]} โดยประมาณแล้ว ค่านี้สอดคล้องกับ พลังงานไอออนไนเซชันแรกของออกซิเจนและพลังงานไอออนไนเซชันของไฮโดรเจน ซึ่งมีค่าประมาณ 14  eV ทั้งคู่ ^{[ 16 ]}ในเอกสารอ้างอิงของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม บางฉบับ มีการอ้างอิงถึง การไอออนไนเซชันของโมเลกุลน้ำทั่วไปที่พลังงาน 33  eV ^{[ 17 ]}ว่าเป็นเกณฑ์ทางชีวภาพที่เหมาะสมสำหรับรังสีไอออนไนซ์: ค่านี้แสดงถึงค่า Wซึ่งเป็นชื่อเรียกทั่วไปของ พลังงานเฉลี่ย ของICRU ที่ใช้ในก๊าซต่อคู่ไอออนที่เกิดขึ้น [ ^{18 ] ซึ่ง}รวมพลังงานไอออนไนเซชันบวกกับพลังงานที่สูญเสียไปในกระบวนการอื่นๆ เช่นการกระตุ้น^{[ 19 ]}ที่ความยาวคลื่น 38 นาโนเมตรสำหรับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า 33  eV ใกล้เคียงกับพลังงานที่ ความยาวคลื่น 10 นาโนเมตรตามปกติของการเปลี่ยนผ่านระหว่างรังสีอัลตราไวโอเลตสุดขั้วและรังสีเอ็กซ์ ซึ่งเกิดขึ้นที่ประมาณ 125  eV ดังนั้น รังสีเอ็กซ์จึงเป็นรังสีที่ทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนเสมอ แต่มีเพียงรังสีอัลตราไวโอเลตสุดขั้วเท่านั้นที่สามารถถือได้ว่าเป็นรังสีที่ทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนภายใต้คำจำกัดความทั้งหมด

นิวตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็นกลาง ซึ่งมักเข้าใจผิดว่าเป็นประจุไฟฟ้าศูนย์ ดังนั้นจึงมักไม่ ก่อให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออน โดยตรงในขั้นตอนเดียวหรือการปฏิสัมพันธ์กับสสาร อย่างไรก็ตาม นิวตรอนเร็วจะทำปฏิกิริยากับโปรตอนในไฮโดรเจนผ่านการถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้นซึ่งเป็นพลังงานที่อนุภาคถ่ายโอนไปยังวัสดุที่มันเคลื่อนที่ผ่าน กลไกนี้จะกระจายนิวเคลียสของวัสดุในบริเวณเป้าหมาย ทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนโดยตรงของอะตอมไฮโดรเจน เมื่อนิวตรอนกระทบกับนิวเคลียสของไฮโดรเจน จะเกิดการแผ่รังสีโปรตอน (โปรตอนเร็ว) โปรตอนเหล่านี้เองก็สามารถทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนได้ เนื่องจากมีพลังงานสูง มีประจุ และทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอน

นิวตรอนที่พุ่งชนนิวเคลียสอื่นที่ไม่ใช่ไฮโดรเจน จะถ่ายโอนพลังงานไปยังอนุภาคอื่นน้อยลง หากการถ่ายโอนพลังงานแบบเชิงเส้นเกิดขึ้น แต่สำหรับนิวเคลียสจำนวนมากที่ถูกนิวตรอนพุ่งชน จะเกิด การกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่นการกระเจิงแบบยืดหยุ่นหรือแบบไม่ยืดหยุ่นนั้นขึ้นอยู่กับความเร็วของนิวตรอน ว่าเป็นนิวตรอนเร็วนิวตรอนความร้อนหรืออยู่ระหว่างนั้น นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับนิวเคลียสที่มันพุ่งชนและภาคตัดขวางของนิวตรอนด้วย

ในการกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่น นิวตรอนจะถูกดูดซับได้ง่ายใน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ชนิดหนึ่งที่เรียกว่าการจับนิวตรอนซึ่งเป็นผลมาจากการกระตุ้นนิวเคลียส ด้วยนิวตรอน ปฏิกิริยาของนิวตรอนกับสสารส่วนใหญ่ในลักษณะนี้มักจะสร้างนิวเคลียสกัมมันตรังสี ตัวอย่างเช่น ออกซิเจน-16จะเกิดการกระตุ้นด้วยนิวตรอน สลายตัวอย่างรวดเร็วโดยการปล่อยโปรตอนออกมาเป็นไนโตรเจน-16ซึ่งจะสลายตัวกลับไปเป็นออกซิเจน-16 การสลายตัวของไนโตรเจน-16 ที่มีอายุสั้นจะปล่อยรังสีเบตาที่มีพลังงานสูง กระบวนการนี้สามารถเขียนได้ดังนี้:

¹⁶ O (n,p) ¹⁶ N (การจับนิวตรอนเร็วเป็นไปได้ด้วย นิวตรอนที่มีพลังงาน >11 MeV)

¹⁶ N → ¹⁶ O + β ⁻ (ครึ่งชีวิตการสลายตัว t = 7.13  วินาที)

^{อนุภาค β}พลังงานสูงนี้จะทำปฏิกิริยากับนิวเคลียสอื่นๆ อย่างรวดเร็ว ปล่อยอนุภาค γ พลังงานสูงออกมาผ่านกระบวนการเบร็มส์ตราห์ลุง

แม้จะไม่ใช่ปฏิกิริยาที่พึงประสงค์ แต่ ปฏิกิริยา ¹⁶ O (n,p) ¹⁶ N เป็นแหล่งกำเนิดหลักของรังสีเอ็กซ์ที่ปล่อยออกมาจากน้ำหล่อเย็นของเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูงและมีส่วนสำคัญอย่างมากต่อรังสีที่เกิดขึ้นจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แบบระบายความร้อนด้วยน้ำ ในระหว่างการทำงาน

เพื่อให้การป้องกันนิวตรอนมีประสิทธิภาพสูงสุด จึงใช้ ไฮโดรคาร์บอนที่มี ไฮโดรเจน เป็นองค์ประกอบหลัก

ใน วัสดุที่สามารถเกิดปฏิกิริยา ฟิสไซล์ได้นิวตรอนทุติยภูมิอาจก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ซึ่งส่งผลให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนในปริมาณมากจากผลิตภัณฑ์ลูกของปฏิกิริยาฟิสชัน

นอกนิวเคลียส นิวตรอนอิสระไม่เสถียรและมีอายุเฉลี่ย 14 นาที 42 วินาที นิวตรอนอิสระสลายตัวโดยการปล่อยอิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโนอิเล็กตรอนเพื่อกลายเป็นโปรตอน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการสลายตัวแบบเบตา^{[ 20 ]}

ในแผนภาพด้านข้าง นิวตรอนชนกับโปรตอนของวัสดุเป้าหมาย จากนั้นกลายเป็นโปรตอนที่กระเด็นเร็วและแตกตัวเป็นไอออน ในที่สุด นิวตรอนจะถูกจับโดยนิวเคลียสในปฏิกิริยา (n,γ) ซึ่งนำไปสู่การปล่อยโฟตอนจากการจับนิวตรอนโฟตอนเหล่านี้มีพลังงานเพียงพอที่จะจัดเป็นรังสีไอออนไนซ์เสมอ

รังสีนิวตรอน รังสีอัลฟา และรังสีแกมมาที่มีพลังงานสูงมาก (> ~20  MeV) สามารถก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์และการแผ่รังสีเหนี่ยวนำได้กลไกที่เกี่ยวข้อง ได้แก่การกระตุ้นด้วยนิวตรอน การดูดซับอัลฟาและการสลายตัวด้วยแสง

การแตกตัวเป็นไอออนของโมเลกุลสามารถนำไปสู่การแตกตัวด้วยรังสี (การทำลายพันธะเคมี) และการก่อตัวของอนุมูลอิสระ ที่มีปฏิกิริยาสูง อนุมูล อิสระเหล่านี้อาจทำปฏิกิริยาทางเคมีกับวัสดุข้างเคียงได้แม้หลังจากที่รังสีดั้งเดิมหยุดลงแล้ว (เช่นการแตกตัวของพอลิเมอร์โดยโอโซนที่เกิดจากการแตกตัวเป็นไอออนของอากาศ) รังสีไอออนไนซ์ยังสามารถเร่งปฏิกิริยาเคมีที่มีอยู่แล้ว เช่น การเกิดพอลิเมอร์และการกัดกร่อน โดยการเพิ่มพลังงานกระตุ้นที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยา วัสดุทางแสงจะเสื่อมสภาพภายใต้ผลกระทบของรังสีไอออนไนซ์

รังสีไอออนไนซ์ความเข้มสูงในอากาศสามารถทำให้เกิดแสงเรืองรองของอากาศไอออนไนซ์ ที่มองเห็นได้ มีสีม่วงอมน้ำเงินที่เห็นได้ชัด แสงเรืองรองนี้สามารถสังเกตได้ เช่น ในระหว่างอุบัติเหตุวิกฤตรอบๆ กลุ่ม ควัน รูปเห็ดหลังจากการระเบิดของนิวเคลียร์หรือภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่เสียหาย ดังเช่นในเหตุการณ์ภัยพิบัติเชอร์โนบิล

ของเหลวอะตอมเดี่ยว เช่นโซเดียม หลอมเหลว ไม่มีพันธะเคมีให้แตก และไม่มีโครงผลึกให้รบกวน ดังนั้นจึงไม่ได้รับผลกระทบจากรังสีไอออนไนซ์ ส่วนสารประกอบอะตอมคู่แบบง่ายที่มีเอนทาลปีของการก่อตัว เป็นลบมาก เช่นไฮโดรเจนฟลูออไรด์จะก่อตัวขึ้นใหม่ได้อย่างรวดเร็วและเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติหลังจากการแตกตัวเป็นไอออน

การแตกตัวเป็นไอออนของวัสดุจะเพิ่มการนำไฟฟ้าชั่วคราว ซึ่งอาจทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในระดับที่เป็นอันตรายได้ นี่เป็นอันตรายอย่างยิ่งใน ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการทำงานหรือแม้กระทั่งทำให้อุปกรณ์เสียหายอย่างถาวร อุปกรณ์ที่ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีรังสีสูง เช่น อุตสาหกรรมนิวเคลียร์หรืออวกาศ อาจได้รับการออกแบบ ให้ ทนต่อรังสีเพื่อต้านทานผลกระทบดังกล่าวผ่านการออกแบบ การเลือกวัสดุ และวิธีการผลิต

รังสีไอออนไนซ์สามารถทำให้ความหนาแน่นของกับดักที่ส่วนต่อประสานเพิ่มขึ้นโดยการกระตุ้นพันธะแขวน ที่ถูกพาสซิเวต ที่ส่วนต่อประสานระหว่างวัสดุสองชนิด เช่น ส่วนต่อประสาน Si/SiO2 อุปกรณ์CMOS [ ^{21 ] กับ}ดักเหล่านี้สามารถดักจับตัวนำประจุ ส่งผลให้เกิดผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ รวมถึง การลดลง ของความคล่องตัวเสียงรบกวนที่เพิ่มขึ้นและการเปลี่ยนแปลงแรงดันเกณฑ์

รังสีโปรตอนที่พบในอวกาศสามารถก่อให้เกิดความผิดพลาดแบบเหตุการณ์เดียวในวงจรดิจิทัลได้เช่นกัน ผลกระทบทางไฟฟ้าของรังสีไอออนไนซ์ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในเครื่องตรวจจับรังสีที่บรรจุก๊าซ เช่นเครื่องนับไกเกอร์หรือห้องไอออน

รังสีพื้นหลังมาจากทั้งแหล่งธรรมชาติและแหล่งที่มนุษย์สร้างขึ้น

โดยเฉลี่ยแล้ว มนุษย์ทั่วโลกได้รับรังสีไอออนไนซ์ประมาณ 3  มิลลิซีเวอร์ (0.3  เร็ม) ต่อปี ซึ่ง 80% มาจากธรรมชาติ ส่วนอีก 20% ที่เหลือมาจากการได้รับรังสีจากแหล่งกำเนิดที่มนุษย์สร้างขึ้น โดยส่วนใหญ่ มาจาก การถ่ายภาพทางการแพทย์ ปริมาณ การได้รับรังสีจากแหล่งกำเนิดที่มนุษย์สร้างขึ้นโดยเฉลี่ยจะสูงกว่ามากในประเทศที่พัฒนาแล้ว ส่วนใหญ่เกิดจากการสแกน CTและเวชศาสตร์นิวเคลียร์

รังสีพื้นฐานตามธรรมชาติมาจากแหล่งกำเนิดหลัก 5 แหล่ง ได้แก่ รังสีคอสมิก รังสีจากดวงอาทิตย์ แหล่งกำเนิดภายนอกบนโลก รังสีในร่างกายมนุษย์และเรดอน

อัตราพื้นฐานของรังสีธรรมชาติแตกต่างกันอย่างมากตามสถานที่ โดยต่ำเพียง 1.5  mSv/a (1.5  mSv ต่อปี) ในบางพื้นที่ และสูงกว่า 100  mSv/a ในพื้นที่อื่นๆ ระดับรังสีธรรมชาติบริสุทธิ์สูงสุดที่บันทึกไว้บนพื้นผิวโลกคือ 90  μGy/h (0.8  Gy/a) บนชายหาดสีดำของบราซิลซึ่งประกอบด้วยโมนาไซต์ [ ^{30 ]}รังสีพื้นหลังสูงสุดในพื้นที่ที่มีผู้คนอาศัยอยู่พบในแรมซาร์ ส่วนใหญ่เกิดจากหินปูนกัมมันตรังสีตามธรรมชาติที่ใช้ ^เป็นวัสดุก่อสร้าง ผู้อยู่อาศัยที่ได้รับรังสีมากที่สุดประมาณ 2,000 คนได้รับปริมาณรังสี เฉลี่ย 10 mGyต่อปี (1 rad /yr) มากกว่าขีดจำกัดที่ ICRP แนะนำสำหรับการสัมผัสรังสีจากแหล่งกำเนิดเทียมถึงสิบเท่า^{[ 31 ]}พบระดับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ในบ้านหลังหนึ่ง ซึ่งปริมาณรังสีที่มีประสิทธิภาพเนื่องจากรังสีภายนอกอยู่ที่ 135 mSv/a (13.5 rem/yr) และปริมาณรังสีสะสมจากเรดอนอยู่ที่ 640 mSv/a (64.0 rem/yr) ^{[ 32 ]}กรณีพิเศษนี้สูงกว่าค่าเฉลี่ยรังสีพื้นหลังทั่วโลกถึง 200 เท่า แม้ว่าผู้อยู่อาศัยในแรมซาร์จะได้รับรังสีพื้นหลังในระดับสูง แต่ก็ไม่มีหลักฐานที่แน่ชัดว่าพวกเขามีความเสี่ยงต่อสุขภาพมากกว่า คำแนะนำของ ICRP เป็นขีดจำกัดที่อนุรักษ์นิยมและอาจแสดงถึงความเสี่ยงต่อสุขภาพที่แท้จริงที่สูงเกินไป โดยทั่วไปแล้วองค์กรด้านความปลอดภัยทางรังสีจะแนะนำขีดจำกัดที่อนุรักษ์นิยมที่สุด โดยถือว่าการระมัดระวังไว้ก่อนเป็นสิ่งที่ดีที่สุด ระดับความระมัดระวังนี้เหมาะสม แต่ไม่ควรนำมาใช้เพื่อสร้างความกลัวเกี่ยวกับอันตรายจากรังสีพื้นหลัง อันตรายจากรังสีพื้นหลังอาจเป็นภัยคุกคามที่ร้ายแรง แต่มีแนวโน้มที่จะเป็นความเสี่ยงโดยรวมที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับปัจจัยอื่นๆ ทั้งหมดในสิ่งแวดล้อม      

บุคคลที่ได้รับรังสีจากการทำงานจะถูกควบคุมภายใต้กรอบการกำกับดูแลของประเทศที่พวกเขาทำงานอยู่ และเป็นไปตามข้อจำกัดของใบอนุญาตนิวเคลียร์ในท้องถิ่น ซึ่งโดยปกติจะอิงตามคำแนะนำของคณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยการป้องกันรังสี (ICRP ) ICRP แนะนำให้จำกัดการฉายรังสีเทียม สำหรับการสัมผัสรังสีจากการทำงาน ขีดจำกัดคือ 50 mSv ในหนึ่งปี โดยมีค่าสูงสุด 100 mSv ในช่วงเวลาห้าปีติดต่อกัน^{[ 26 ]}

การได้รับรังสีของบุคคลเหล่านี้ได้รับการตรวจสอบอย่างระมัดระวังโดยใช้เครื่องวัดปริมาณรังสีและเครื่องมือป้องกันรังสีอื่นๆ ซึ่งจะวัดความเข้มข้นของอนุภาคกัมมันตรังสี ปริมาณรังสีแกมมาในพื้นที่ และการปนเปื้อนของกัมมันตรังสีมีการบันทึกปริมาณรังสีไว้ตามกฎหมาย

ตัวอย่างกิจกรรมที่อาจมีความเสี่ยงต่อการสัมผัสสารอันตรายในที่ทำงาน ได้แก่:

• ลูกเรือสายการบิน (กลุ่มประชากรที่มีความเสี่ยงมากที่สุด)
• การถ่ายภาพรังสีอุตสาหกรรม
• รังสีวิทยาทางการแพทย์และเวชศาสตร์นิวเคลียร์^{[ 35 ] [ 36 ]}
• การทำเหมืองยูเรเนียม
• คนงานโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และโรงงานแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
• ห้องปฏิบัติการวิจัย (ภาครัฐ มหาวิทยาลัย และเอกชน)

แหล่งกำเนิดรังสีที่มนุษย์สร้างขึ้นบางชนิดส่งผลกระทบต่อร่างกายโดยตรง เรียกว่าปริมาณรังสีที่มีประสิทธิภาพ (effective dose)ในขณะที่บางชนิดอยู่ในรูปของการปนเปื้อนกัมมันตรังสีและแผ่รังสีไปยังร่างกายจากภายใน ซึ่งเรียกว่า ปริมาณรังสี สะสม (committive dose )

กระบวนการทางการแพทย์ เช่น การตรวจวินิจฉัยด้วยรังสีเอกซ์ เวชศาสตร์นิวเคลียร์และการรักษาด้วยรังสีเป็นแหล่งที่มาสำคัญที่สุดของการได้รับรังสีจากกิจกรรมของมนุษย์ที่ประชาชนทั่วไปได้รับไอโซโทปรังสี หลัก ที่ใช้ ได้แก่ไอโอดีน-131 , เทคนีเซียม-99m , โคบอลต์-60 , อิริเดียม-192และซีเซียม-137ประชาชนยังได้รับรังสีจากผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภค เช่นยาสูบ ( โพโลเนียม -210) เชื้อเพลิงที่ติดไฟได้ (ก๊าซถ่านหินฯลฯ) โทรทัศน์นาฬิกา และหน้าปัด เรืองแสง( ทริเทียม ) ระบบเอกซ์เรย์ ในสนามบิน เครื่องตรวจจับควัน ( อะเมริเซียม ) หลอดอิเล็กตรอน และไส้ตะเกียงก๊าซ ( ทอเรียม )

ในระดับที่น้อยกว่านั้น ประชาชนทั่วไปได้รับผลกระทบจากการได้รับรังสีจาก วงจร เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ซึ่งรวมถึงกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่การแปรรูปยูเรเนียมไปจนถึงการกำจัดเชื้อเพลิงใช้แล้ว ผลกระทบจากการได้รับรังสีดังกล่าวไม่สามารถวัดได้อย่างน่าเชื่อถือเนื่องจากปริมาณรังสีที่ได้รับนั้นต่ำมาก ผู้คัดค้านใช้แบบจำลองมะเร็งต่อปริมาณรังสีเพื่อยืนยันว่ากิจกรรมดังกล่าวทำให้เกิดโรคมะเร็งหลายร้อยรายต่อปี ซึ่งเป็นการประยุกต์ใช้แบบจำลองเชิงเส้นแบบไม่มีเกณฑ์ (LNT) ที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง

คณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยการป้องกันรังสีแนะนำให้จำกัดการฉายรังสีเทียมต่อสาธารณชนโดยเฉลี่ยไม่เกิน 1  mSv (0.001  Sv) ของปริมาณรังสีที่มีประสิทธิภาพต่อปี โดยไม่รวมการได้รับรังสีทางการแพทย์และจากการทำงาน^{[ 26 ]}

ในสงครามนิวเคลียร์รังสีแกมมาจากทั้งการระเบิดของอาวุธในครั้งแรกและจากกัมมันตรังสีที่ตกค้างจะเป็นแหล่งที่มาของการได้รับรังสี

ระดับรังสีไอออนิกที่เป็นอันตรายจะแสดงด้วยสัญลักษณ์รูปใบไม้สามแฉกบนพื้นสีเหลือง โดยปกติจะติดไว้ที่ขอบเขตของพื้นที่ควบคุมรังสี หรือในสถานที่ใดก็ตามที่มีระดับรังสีสูงกว่าระดับพื้นฐานอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากการกระทำของมนุษย์

สัญลักษณ์เตือนรังสีไอออนไนซ์สีแดง (ISO 21482) เปิดตัวในปี 2550 และมีวัตถุประสงค์สำหรับ แหล่งกำเนิดรังสีประเภท 1, 2 และ 3 ของ IAEAซึ่งกำหนดว่าเป็นแหล่งกำเนิดรังสีอันตรายที่อาจทำให้เสียชีวิตหรือได้รับบาดเจ็บสาหัส รวมถึงเครื่องฉายรังสีอาหาร เครื่องฉายรังสีรักษาโรคมะเร็ง และหน่วยรังสีวิทยาอุตสาหกรรม สัญลักษณ์นี้จะต้องติดไว้บนอุปกรณ์ที่บรรจุแหล่งกำเนิดรังสี เพื่อเป็นการเตือนไม่ให้ถอดชิ้นส่วนอุปกรณ์หรือเข้าใกล้ สัญลักษณ์นี้จะไม่ปรากฏให้เห็นในระหว่างการใช้งานปกติ ยกเว้นในกรณีที่มีคนพยายามถอดชิ้นส่วนอุปกรณ์ สัญลักษณ์นี้จะไม่ปรากฏบนประตูทางเข้าอาคาร บรรจุภัณฑ์สำหรับการขนส่ง หรือตู้คอนเทนเนอร์^{[ 40 ]}

• 
  สัญลักษณ์แสดงอันตรายจากรังสีไอออนไนซ์
• 
  สัญลักษณ์อันตรายของกัมมันตภาพรังสี ISO ปี 2007 มีไว้สำหรับแหล่งกำเนิดประเภท 1, 2 และ 3 ของ IAEAซึ่งกำหนดเป็นแหล่งกำเนิดอันตรายที่อาจทำให้เสียชีวิตหรือได้รับบาดเจ็บสาหัส^{[ 40 ]}