Життя на Землі виникло та розвивається в умовах безперервної дії радіації. Тому природний радіаційний фон суттєво не впливає на життя та здоров’я людей. Сучасні радіобіологічні дослідження показують, що за тих доз, які відповідають радіаційному фону 1-2 мЗв на рік, дія радіації є безпечною для людини.

Але навіть невелике перевищення допустимого рівня радіації може спричинити генетичні дефекти, які, можливо, виявляться в дітей або онуків людини, що була опромінена. Великі дози радіації спричиняють серйозні ураження тканин. Наприклад, отримана протягом кількох годин еквівалентна доза йонізуючого опромінення 1 Зв викликає небезпечні зміни в крові, а у 50 % випадків доза 3-5 Зв спричиняє загибель. Тому працівники, які мають справу з радіацією або певний час перебувають на радіаційно забрудненій території, обов’язково користуються дозиметрами.

Основною складовою будь-якого дозиметра є детектор — пристрій, що слугує для реєстрації йонізуючого випромінювання. У разі потрапляння йонізуючого випромінювання на детектор виникають електричні сигнали (імпульси струму або напруги), які зчитує вимірювальний пристрій. Дані про дозу йонізуючого випромінювання подаються на вихідний пристрій (виводяться на дисплей дозиметра); інформація про підвищення радіації може подаватися світінням, звуковим сигналом тощо. 

Будь-який вид йонізуючих випромінювань викликає біологічні зміни в живому організмі як при зовнішньому (джерело міститься поза організмом), так і при внутрішньому (радіоактивні речовини потрапляють усередину організму з їжею, через органи дихання) опроміненні. Основний механізм дії пов’язаний із процесами йонізації атомів і молекул живої матерії, зокрема молекул води, що містяться в клітинах. Саме молекули води руйнуються найбільш інтенсивно. Ці зміни можуть бути поворотними або безповоротними й спричинюють променеву хворобу.

Дія йонізуючого випромінювання на живий організм залежить від кількості енергії, що отримана організмом унаслідок йонізаціного впливу (дози опромінення). Великі дози опромінення вбивають клітини організму, зупиняють їхній поділ, пригнічують ряд біохімічних процесів, що лежать в основі життєдіяльності клітин, а також пошкоджують структуру ДНК, позбавляючи клітину інформації, що лежить в основі її життєдіяльності. Тому радіоактивне опромінення використовується в медицині для пригнічення розвитку ракових пухлин. Малі дози опромінення, навпаки, спонукають деякі клітини до посилення обміну речовин і нескінченного поділу. Але потрібно запам’ятати, що безпечної для організму дози радіоактивного опромінення не існує. Будь-яке радіоактивне опромінення є шкідливим.

Оскільки радіоактивне випромінювання шкідливо впливає на живі клітини, потрібно організовувати захист від нього. Потрібно мати конкретні відомості про дію радіоактивного випромінювання і радіоактивних опадів на людину і навколишнє середовище. Із цією метою Генеральна Асамблея ООН у грудні 1955 р. заснувала Науковий комітет з дії атомної радіації (НКДАР) для оцінки у світовому масштабі доз опромінення, їхнього ефекту і пов’язаного з ним ризику.

З урахуванням проведених досліджень установлено гранично допустимі дози опромінення. Для населення будь-якого віку незалежно від місця проживання гранично допустимою дозою опромінення є D = 0,05 Гр за рік. Доза загального опромінення людини D = 2 Гр призводить до променевої хвороби, D = 6 Гр і більше майже завжди смертельна.

Для зниження дози опромінення навколо джерел радіоактивного випромінювання розташовують біологічний захист з речовин, що добре поглинають випромінювання. Найпростішим методом захисту є віддалення від джерел випромінювання на достатню відстань. Якщо це неможливо, то для захисту використовують перешкоди з поглинальних матеріалів, оскільки α-частинки мають малі довжини пробігу. β-активні джерела, навіть малих активностей, потрібно екранувати, наприклад, шаром пластмаси або спеціального скла, що містить свинець.

Для захисту від γ-випромінювання потрібен масивніший захист, як правило, свинцеві контейнери. Роботи з радіаційними відходами проводяться за допомогою маніпуляторів у спеціальних камерах.

Для захисту від особливо потужних джерел випромінювання (працюючі реактори, прискорювачі тощо) споруджують бетонні стіни відповідної товщини.

Радіоактивні речовини можуть потрапити в організм під час вдихання повітря, забрудненого радіоактивними елементами, із забрудненими харчовими продуктами або водою, крізь шкіру. Ймовірність потрапляння твердих частинок у дихальні органи залежить від їхніх розмірів. Частинки розмірами понад 5 мкм майже всі затримуються в носовій порожнині.

Якщо радіонукліди, що потрапляють в організм, однотипні з елементами, які вживає людина з їжею, то вони поділяються на такі, що засвоюються організмом, тобто стають його частиною, і такі, що довго не затримуються в організмі й виводяться природним шляхом.

Деякі радіоактивні речовини, потрапляючи в організм, розподіляються в ньому більш-менш рівномірно, інші - концентруються в певних внутрішніх органах. Елементи, хімічно зв’язані з тканинами організму, дуже повільно видаляються з нього.

Щоб деякою мірою захистити організм від радіації, застосовують речовини-оксиданти - радіопротектори, але їх потрібно вживати до опромінення. Постійний медичний контроль за населенням, додержання гігієни місць проживання та особистої гігієни значно сприяють можливості роботи та проживання без ризику для здоров’я людини.

Біологічну дію радіаційного випромінювання на організм людини можна оцінити за наслідками випробувань атомної зброї в атмосфері, а також радіаційних катастроф, що їх зазнало людство. Першою катастрофою став вибух двох атомних бомб над містами Хіросіма й Нагасакі в 1945 р. У Японії тих людей, які постраждали від атомних вибухів, називають хібакуся. Однією з катастроф став вибух 4-го енергетичного блока на Чорнобильській АЕС 26 квітня 1986 року.

Аналіз наслідків цих катастроф показав, що радіаційне випромінювання впливає на функції, які супроводжуються активним поділом клітин. Пошкоджуються також імунна, кровотворна системи, епітелії кишкового тракту, бронхів, легенів.

У Японії різко зростала захворюваність на лейкемію, рак шлунка, молочної залози. Такі захворювання були й у пожежників і ліквідаторів аварії на ЧАЕС. У 1986 р. найхарактернішим наслідком аварії був рак щитоподібної залози (понад 600 надфонових захворювань).

У Японії через 25-30 років після бомбардування почала збільшуватися кількість серцево-судинних захворювань. Це явище спостерігається також і в Україні. У хібакуся середня тривалість життя становить 82-83 роки, тобто вони є довгожителями, незважаючи на радіаційне опромінення.

Період піврозпаду Йоду-131 становить 8,04 доби. Через 8 днів після аварії на ЧАЕС залишилася половина від його попередньої кількості, ще через 8 днів - 1/4, потім - 1/8, 1/16 і т. д. Тобто за 2 місяці активність йоду знизилася майже до нуля. Його ж біологічна дія на організм людини виявилася лише через 3 роки.

Унаслідок ядерного перетворення виник радіоактивний цезій. Він має більший період піврозпаду, ніж йод, тому потужність випромінювання є меншою.

Особливо небезпечні для людини і тварин ізотопи Стронцію і Цезію. Хімічні властивості Sr-90 і Cs-137 подібні до властивостей кальцію і калію, що входять до складу кісток та м’язів людини і тварин. Уміст калію у масі м’язів становить 0,3 %, а кальцію - 14,7 % від маси кісток.

Якщо людина споживає забруднені цезієм і стронцієм харчові продукти, а в її раціоні бракує калію (багаті на калій - квасоля, горох, боби, картопля, помідори, шпинат, абрикоси, ізюм, яблука) або кальцію (багаті на кальцій - капуста, горіхи, горох, сир, яйця, риба, морква, вівсяна крупа), то в організмі людини атоми Цезію в м’язах заміняють атоми Калію, а атоми Стронцію - у кістках заміняють атоми Кальцію.

Період піврозпаду Sr-90 становить 28 років, а період, протягом якого з організму людини вивільняється половина Стронцію, становить 50 років (фізіологічний період напіввиведення ізотопу з організму). Практично стронцій, що потрапив у кістки людини чи тварин, з них уже не вивільняється.

Про віддалені наслідки дії радіоактивного випромінювання в малих дозах на живі організми можна зробити певні висновки, спостерігаючи за рослинами. Відхилення в розвитку рослин стають помітними через кілька поколінь після їхнього опромінення. Дослідники брали пшеницю, що виросла поблизу реактора. У перший рік висіву не відбувалося жодних змін. Чорнобильські «гени» проявилися, починаючи з третього покоління. З кожним висівом кількість мутантів зростає.

Радіоактивне випромінювання може уражати людський організм трьома способами:

1) зовнішньою дією - ураження високою дозою радіації великої кількості клітин організму. У цьому разі тяжкі пошкодження живої тканини й ознаки променевої хвороби виявляються протягом кількох днів. Якщо організм зазнав надто великих уражень, то людина помирає. Ступінь хвороби залежить від рівня радіації та спроможності організму протидіяти радіації;

2) внутрішньою дією - через органи травлення, якщо туди потрапляють радіоактивно «забруднені» їжа і вода. Ураження має тривалий характер і настає внаслідок пошкодження окремої клітини. Ця клітина може вижити і залишатися в «сонному» стані багато років, однак вона цілковито змінена. Згодом починають розвиватися генетичні мутації, що призводять до тяжких хвороб;

3) внутрішньою дією через легені, якщо людина вдихає радіоактивний пил.

У результаті дії йонізуючого випромінювання в організмі людини відбуваються складні фізичні, хімічні та біологічні процеси, які призводять до змін у функціональній діяльності різних органів та систем організму в цілому. 

1. 12 грудня 1952 року увійшло в історію, як дата першої в світі серйозної аварії на атомній електростанції. Причиною стала помилка технічного характеру, яку допустив персонал АЕС Чолк - Рівер в штаті Онтаріо (Канада). Стався перегрів і часткове розплавлення активної зони. Земля неподалік від річки Оттава, ввібрала в себе близько 3800 куб м радіоактивно забрудненої води. Цікаво, що у складі команди, що займалася екологічним очищенням території станції, працював майбутній президент США Джиммі Картер, тоді інженер-ядерник військово-морського флоту.

2. 10 жовтня 1957 року сталася велика аварія на АЕС Віндскейл-Пайл (Великобританія). Через помилку, допущену при експлуатації одного з двох реакторів з напрацювання збройового плутонію, різко збільшилася температура палива в реакторі. Виникла пожежа в активній зоні, що тривала чотири доби. Під час пожежі згоріло 11 тонн урану. Радіоактивна хмара дійшла до території Німеччини, Данії, Бельгії та Норвегії.

3. У 1969 році сталася аварія на АЕС Святий Лаврентій у Франції. Через неуважність оператора нічної зміни, був неправильно завантажений паливний канал, що призвело до вибуху запущеного реактора, потужністю 500 мВт. Як наслідок - елементи перегрілися і розплавилися, близько 50 кг рідкого палива витекло назовні.

4. $10 млн коштувала пожежа на реакторі Браунс Феррі в Алабамі (США), яка сталася 22 березня 1975 року. Робітник із запаленою свічкою в руках вирішив владнати потрапляння  повітря в бетонній стіні. Завдяки протягу вогонь поширився через кабельний канал. Ця пригода на цілий рік вивела АЕС з ладу.

5. Аварія в 1979 році на атомній електростанції Айленд стала наймасштабнішою в історії США. З вини грубих помилок операторів і серії збоїв у роботі обладнання, активна зона другого енергоблоку АЕС була розплавлена на 53%. З постраждалого району було евакуйовано 200 тис. людей. Крім того, в атмосферу було викинуто інертні радіоактивні гази - йод і ксенон. У річку Сукуахана потрапило 185 куб м радіоактівної води.

6. Найбільша ядерна аварія в історії Японії сталася 30 вересня 1999 року. Через помилку персоналу на заводі, який спеціалізується на виготовленні палива для АЕС в містечку Токаймура почалася неконтрольована ланцюгова реакція, що тривала 17 годин. Дозу, що перевищує щорічно допустимий рівень, отримали 119 осіб. Всього було опромінено 439 робітників. З трьох людей, які отримали критичну дозу, двоє померли.

7. 9 серпня 2004 року в 320 км на захід Токіо, на острові Хонсю сталася аварія на АЕС Міхама. Надпотужний викид розпеченої пари (близько 200 C) стався в турбіні третього реактора. Сильні опіки отримали всі співробітники, які були поруч. У момент аварії близько 200 чоловік знаходилося в будівлі, де розташований третій реактор. Загинули 4 людини, постраждали ще 18 співробітників. За кількістю жертв, ця аварія стала найсерйознішою в Японії.

8. 19 травня 1953 року. США, Невадський випробувальний полігон, містечко Сент-Джордж. Після випробувального ядерного вибуху «Гаррі» потужністю 32 кг радіоактивна хмара накрила містечко, яке знаходилося в 220 кілометрах від місця вибуху містечко. Жителі його розповідали, що відчували в повітрі «дивний металевий присмак». Згідно з дослідженнями, проведеними в 1962 році американською Комісією з атомної енергії, дитяче населення Сент-Джордж могло отримати тоді дози опромінення радіоактивним йодом від 120 до 440 радий. Пізніше цього випробувального вибуху дали прізвисько «Брудний Гаррі».

9. Внаслідок найпотужнішого за всю історію Японії землетрусу 11 березня 2011 року, була зруйнована турбіна на АЕС "Онагава". Пожежа, що виникла була швидко ліквідована. Набагато серйозніше склалася ситуація на АЕС "Фукусіма- 1", де через відключення охолоджуючої системи розплавилося ядерне паливо в реакторі блоку № 1. У зв'язку з виявленим витоком, була проведена евакуація у 10-ти км зоні навколо АЕС.

10. "Японський Чорнобиль": на "Фукусімі" почало плавитися ядро ​​реактора на межі катастрофи. Як відомо, в розпал робочого дня 11 березня відбулася найпотужніша в історії країни серія підземних поштовхів, найсильніший з яких сягнув магнітуди у 8,9. На північний схід Японії обрушилося гігантське цунамі: хвилі заввишки до 10 метрів зносили все на своєму шляху. За останніми даними, жертвами стихії стали понад 6 тисяч 400 осіб. 10 тисяч 259 вважаються зниклими без вести. Кількість постраждалих внаслідок землетрусу і цунамі перевищила 2400 осіб.

11.  Але найбільша ядерна аварія за всю історію людства сталася в ніч з 25 на 26 квітня 1986 року. На четвертому блоці Чорнобильської АЕС частково була зруйнована активна зона реактора. Внаслідок аварії населення Чорнобиля відчуло на собі опромінення в 90 разів більше, ніж бомба, що впала на Хіросіму. Загальна площа забруднення становить 160 тис кв км.