Algunos átomos tienen núcleos inestables que se transforman espontáneamente en formas más estables, a menudo con la emisión de partículas y energía que se denominan radiación. En la naturaleza se encuentran más de 60 radionúclidos, y el hombre puede fabricar cientos más en dispositivos como reactores o aceleradores. Los radionúclidos terrestres se encuentran en la corteza terrestre y han estado allí desde la creación de la Tierra. Los radionucleidos cosmogénicos se generan cuando los rayos cósmicos procedentes del espacio interactúan con la atmósfera y la corteza terrestre. La radiactividad antropogénica procede de actividades humanas como las pruebas y el uso de armas nucleares, el funcionamiento y los accidentes de los reactores y el uso de aceleradores de partículas. Los efectos sobre la salud de la exposición a la radiación se dividen en dos categorías. Los efectos deterministas sólo se producen cuando se supera una dosis mínima o un umbral, y son más graves a medida que la dosis aumenta. Algunos ejemplos son el enrojecimiento de la piel (eritema) y la formación de cataratas. En el caso de los efectos estocásticos (como el cáncer y los efectos genéticos), la probabilidad, más que la gravedad del efecto, aumenta con la dosis. El grado de riesgo para la salud de un compuesto radiactivo varía con factores que incluyen la concentración y la fuerza del radionúclido en el material, los tipos de radiación que se emiten, la ruta por la que se produce la exposición, cómo se comporta el material en el cuerpo humano y la toxicidad química del material. Se han realizado muchas investigaciones en humanos y animales para describir cómo se retienen y transportan los materiales radiactivos en el cuerpo humano y para describir la cinética de transporte, retención y excreción. Se han desarrollado modelos matemáticos detallados para apoyar la predicción y/o reconstrucción de las concentraciones de radionúclidos en los diferentes tejidos corporales a lo largo del tiempo, de manera que se puedan estimar las dosis a órganos específicos y evaluar los riesgos para la salud.