Bei einem schweren Unfall in einem Kernkraftwerk können radioaktive Stoffe entweder als Gase oder als Schwebstoffe in die Luft freigesetzt werden. Schwebstoffe sind Gemische aus feinen Schwebeteilchen und Gasen, wie sie beispielsweise auch beim Aufsprühen von Lacken und Farben aus Sprühdosen entstehen. 

Radioaktive Stoffe können auf unterschiedlichen Wegen zu einer Strahlenbelastung des Menschen führen:

  • durch direkte Strahlung in der Luft,
  • durch direkte Strahlung von Ablagerungen am Boden, auf Häusern und evtl. auch Kleidung,
  • durch Einatmen (Inhalation) sowie
  • durch den Verzehr kontaminierter Nahrungsmittel (Ingestion).

Gesundheitliche Folgen einer Strahlenbelastung sind von der aufgenommenen Dosis, dem Zeitraum, über den sie aufgenommen wurde, und der Konstitution der Betroffenen abhängig. Sie können dementsprechend bei den Betroffenen unterschiedlich ausfallen. Der durch die Strahlung verursachte Schaden ist umso schwerer, je höher die Dosis ist. Besteht eine hohe Strahlenbelastung von 300 bis über 1.000 mSv, können als Folge von schweren Zellschädigungen Strahlenkrankheiten auftreten. Im Fachjargon sind dies die "deterministischen Strahlenwirkungen", wozu in leichten Fällen z.B. Erbrechen, Verbrennungen der Haut sowie Trübungen der Augenlinse als mögliche Folgen der Strahlenbelastung gezählt werden. Bei Dosen deutlich über 1000 mSv können, sofern keine medizinische Behandlung erfolgt, Todesfälle nicht ausgeschlossen werden.

Neben diesen deterministischen Wirkungen besteht die Möglichkeit, an Spätschäden wie Krebs oder Leukämie zu erkranken. Diese Krankheiten treten zumeist erst Jahre nach der Strahlenbelastung auf und werden auch als "stochastische Strahlenwirkungen" bezeichnet. In diesem Fall ist nicht die Schwere der Krankheit, sondern die Wahrscheinlichkeit, eine solche Krankheit zu erleiden, von der Höhe der Dosis abhängig. Die Strahlung erhöht somit die Wahrscheinlichkeit, eine solche Krankheit zu bekommen.