A sugárzás kibocsátása a nukleáris robbanások egyedi jelensége. A kibocsátott sugárzásnak több fajtája van; ezek közé tartozik a gamma-, a neutron- és az ionizáló sugárzás, és nemcsak a detonáció idején (kezdeti sugárzás), hanem az azt követő hosszú időn keresztül is kibocsátásra kerül (maradék sugárzás).

Kezdeti nukleáris sugárzás

A kezdeti nukleáris sugárzás alatt a robbanást követő első percben érkező sugárzást értjük, amely főként gamma- és neutronsugárzás.

A kezdeti nukleáris sugárzás szintje a tűzgolyótól való távolsággal gyorsan csökken, olyannyira, hogy öt mérföldre a földtől már kevesebb mint egy röntgen is lehet. Ráadásul a kezdeti sugárzás csak addig tart, amíg a tűzgömbben maghasadás történik. A kezdeti nukleáris sugárzás a nukleáris robbanás teljes energiájának körülbelül 3 százalékát teszi ki.

Az emberek a nullpont közelében ugyan halálos dózisú sugárzást kaphatnak, de egyidejűleg a robbanáshullám és a hőimpulzus is megöli őket. Tipikus nukleáris fegyverek esetén a haláleseteknek és sérüléseknek csak viszonylag kis hányada származik a kezdeti sugárzásból.

Maradvány nukleáris sugárzás

A nukleáris robbanásból származó maradék sugárzás nagyrészt a radioaktív csapadékból származik. Ez a sugárzás a fegyvertörmelékből, a hasadási termékekből és – földi robbanás esetén – a sugárzó talajból származik.

Egy hasadási reakcióból több mint 300 különböző hasadási termék keletkezhet. Ezek közül sok radioaktív, nagyon eltérő felezési idővel. Némelyik nagyon rövid, azaz a másodperc töredékei, míg néhány elég hosszú ahhoz, hogy az anyagok hónapokig vagy évekig veszélyt jelentsenek. Fő bomlási módjuk béta-részecskék és gamma-sugárzás kibocsátásával történik.