Câțiva atomi au nuclee instabile care se transformă spontan în forme mai stabile, adesea cu emisie de particule și energie care se numesc radiații. Peste 60 de radionuclizi se găsesc în natură, iar alte sute pot fi produse de om în dispozitive precum reactoare sau acceleratoare. Radionuclizii tereștri se găsesc în scoarța terestră și se află acolo încă de la crearea pământului. Radionuclizii cosmogeni sunt generați atunci când razele cosmice din spațiu interacționează cu atmosfera și scoarța terestră. Radioactivitatea antropogenă provine din activitățile umane, cum ar fi testele și utilizarea armelor nucleare, funcționarea și accidentele reactoarelor și utilizarea acceleratoarelor de particule. Efectele asupra sănătății ca urmare a expunerii la radiații se împart în două categorii. Efectele deterministe apar numai atunci când este depășită o doză minimă sau un prag și devin mai grave pe măsură ce doza crește în continuare. Exemplele includ înroșirea pielii (eritem) și formarea de cataractă. În cazul efectelor stocastice (cum ar fi cancerul și efectele genetice), probabilitatea, mai degrabă decât gravitatea efectului, crește odată cu doza. Gradul de risc pentru sănătate cauzat de un compus radioactiv variază în funcție de factori care includ concentrația și puterea radionuclidului din material, tipurile de radiații emise, calea prin care are loc expunerea, modul în care materialul se comportă în corpul uman și toxicitatea chimică a materialului. S-au efectuat numeroase cercetări pe oameni și animale pentru a descrie modul în care materialele radioactive sunt reținute și transportate în corpul uman și pentru a descrie cinetica de transport, retenție și excreție. Au fost elaborate modele matematice detaliate pentru a sprijini predicția și/sau reconstrucția concentrațiilor de radionuclizi în diferitele țesuturi corporale de-a lungul timpului, astfel încât să poată fi estimate dozele la organele specifice și să poată fi evaluate riscurile pentru sănătate.

.