Ionisoiva säteily
Biologiset vaikutukset

Luonnossa on runsaasti ionisoivan säteilyn lähteitä: esimerkiksi avaruudesta tulee kosmista säteilyä ja maaperässä on luonnostaan radioaktiivisuutta (mm. uraanin hajoamistuotteena syntyvä radon-kaasu). Useimpien aineiden atomien joukossa on myös radioaktiivisia isotooppeja. Näin ollen kaikki aineet, eliöt ja myös ihmiset jatkuvasti altistuvat heikolle ionisoivalle säteilylle ja eliöt, ihminen mukaan lukien, ovat sopeutuneet ympäristön normaaliin säteilyyn. Säteilyannosta mitataan millisieverteissä, mSv. Luonnonsäteilystä saatavat vuosiannokset ovat normaalisti välillä 2–20 mSv.
Voimakas säteily aiheuttaa haittoja biologisille organismeille, kun niiden solukemia häiriintyy liiallisen ionisoitumisen vaikutuksesta. Tarpeeksi suuri säteilyannos aiheuttaa lopulta suoria solutuhoja ja DNA:n mutaatioita. Ihmisillä ensimmäiset tarkoissa lääketieteellisissä testeissä havaittavat vaikutukset esiintyvät noin 500 mSv:n kerta-annoksella, joka on siis noin satakertainen tavalliseen vuosiannokseen verrattuna. Näin alhaisella annoksella ihminen ei itse havaitse vaikutusta, eikä säteilysairauden oireita esiinny, vaan annos täytyy todeta testein.
Säteilysairaus syntyy, kun kerta-annos on tuhansia mSv:ejä. Sairauden varhaisiin oireisiin kuuluu väsymystä, heikotusta, oksentelua ja yleistä pahoinvointia. Lievään säteilysairauteen ei välttämättä liity muita oireita, vaan se paranee aikanaan ilman hoitoa. Suuremmilla annoksilla vakavammat oireet ilmenevät usein vasta parin viikon jälkeen altistuksesta, jolloin annoksen suuruudesta riippuen esiintyy infektioita, suolistovaurioita ja verianemiaa luuytimen vaurioitumisen takia. Säteilysairautta hoidetaan oireiden mukaisin toimin: yleensä nesteytyksellä, verensiirroilla ja mikrobilääkkeillä. Säteilysairaudesta kärsivän ennuste on varsin hyvä, jos annos on jäänyt alle 5 000 mSv:n. Kuolettava säteilyannos on noin 10 000 mSv.
Vaaralliset säteilyannokset ovat erittäin harvinaisia. Saatavilla olevat tiedot ovat peräisin lähinnä Hiroshiman ja Nagasakin ydinpommituhoalueilta ja ydinreaktorionnettomuuksista. Historia tuntee tapauksia, joissa ammatillinen altistus esimerkiksi röntgenlaitteiden tai radioaktiivisuuden parissa työskenneillä on tapaturmaisesti aiheuttanut vaarallisen säteilyannoksen. Näin kävi suurelle joukolle Tšernobylin ydinvoimalan voimalaitostyöntekijöitä ja pelastushenkilökunnan jäseniä, joista noin kolmekymmentä sai nopeaan kuolemaan johtavan säteilyannoksen vuoden 1986 ydinonnettomuudessa.
Luonnosta tavallisesti saatavia säteilyannoksia (2–20 mSv/v) suurempien jatkuvien, eli kroonisten säteilyannosten on havaittu aiheuttavan yllä mainittujen välittömien (akuuttien) oireiden lisäksi pitkäaikaisia vaikutuksia. Toisin kuin akuutit vaikutukset, krooniset vaikutukset elimistössä ilmenevät osin satunnaisesti. Toisin sanoen krooninen säteilyaltistus ei aiheuta sairastumista väistämättä, vaan vaikuttaa riskiin saada epämuodostuneita lapsia tai sairastua myöhemmin esimerkiksi syöpään tai leukemiaan. Lyhyellä tähtäimellä yksilön kannalta säteilyannoksen vaikutus on usein vähäinen, koska sairastumistodennäköisyyden muutos voi olla pieni verrattuna sairastumisriskiin, joka on olemassa muutenkin. Yksittäisessä syöpätapauksessa ei sen syytä yleensä voida määrittää varmasti. Sen sijaan säteilyn vaikutusta määritettäessä arvioidaan suuren säteilyaltistuksen aiheuttamaa väestöannosta ja sen suhdetta syövän esiintymisen yleisyyteen väestössä. Hiroshiman ja Nagasakin tuhoalueilla saadut säteilyannokset ovat olleet niin suuria, että syöpien on havaittu lisääntyneen selvästi.  Myös Tšernobylin laskeuma-alueilla  kilpirauhassyövät  ovat yleistyneet merkittävästi.