Alcuni atomi hanno nuclei instabili che si trasformano spontaneamente in forme più stabili, spesso con l’emissione di particelle ed energia che vengono chiamate radiazioni. Più di 60 radionuclidi si trovano in natura, e altre centinaia possono essere prodotti dall’uomo in dispositivi come reattori o acceleratori. I radionuclidi terrestri si trovano nella crosta terrestre, e sono lì da quando la terra è stata creata. I radionuclidi cosmogenici sono generati quando i raggi cosmici dallo spazio interagiscono con l’atmosfera e la crosta terrestre. La radioattività antropogenica proviene da attività umane come i test e l’uso di armi nucleari, il funzionamento dei reattori e gli incidenti, e l’uso di acceleratori di particelle. Gli effetti sulla salute dall’esposizione alle radiazioni rientrano in due categorie. Gli effetti deterministici si verificano solo quando viene superata una dose minima o una soglia, e diventano più gravi all’aumentare della dose. Gli esempi includono l’arrossamento della pelle (eritema) e la formazione di cataratte. Con gli effetti stocastici (come il cancro e gli effetti genetici), la probabilità piuttosto che la gravità dell’effetto aumenta con la dose. Il grado di rischio per la salute da un composto radioattivo varia con fattori che includono la concentrazione e la forza del radionuclide nel materiale, i tipi di radiazione che vengono emessi, la via attraverso cui avviene l’esposizione, come il materiale si comporta nel corpo umano, e la tossicità chimica del materiale. Molte ricerche sono state condotte su esseri umani e animali per descrivere come i materiali radioattivi sono trattenuti e trasportati nel corpo umano e per descrivere la cinetica del trasporto, della ritenzione e dell’escrezione. Sono stati sviluppati modelli matematici dettagliati per supportare la previsione e/o la ricostruzione delle concentrazioni di radionuclidi nei diversi tessuti del corpo nel tempo, in modo che le dosi a organi specifici possano essere stimate e i rischi per la salute valutati.