En el primer caso el rayo gamma primario que penetra en la atmósfera produce, al interactuar con el campo coulombiano de los átomos de la atmósfera, un par electrón-positrón, estas partículas sucesivamente, por Bremsstrahlung producen otros rayos gamma de alta energía que producen más pares en cadena hasta que la energía de las partícula es suficientemente baja (<80 MeV) como para permitir otros procesos de disipación como el efecto Compton y la absorción fotoeléctrica.