Luz solar, minerais naturais e gases naturais emitem baixas doses de radiação todos os dias. O corpo humano é projetado para ser um sistema auto-reparador que pode resistir a estes elementos naturais. Quando as quantidades de radiação excedem um certo limite, o corpo pode começar a se degradar se for incapaz de reparar adequadamente tecidos danificados.
Ondas de radiação vêm em duas categorias: ionizada e não ionizada. Ondas não ionizadas são os tipos encontrados em fontes naturais de radiação. Os átomos contidos dentro destas ondas são relativamente estáveis e causam pouco ou nenhum dano ao tecido vivo. Ondas de radiação ionizada são compostas de átomos instáveis, significando que suas estruturas atômicas foram alteradas. Átomos instáveis têm elétrons, prótons ou nêutrons faltando (ou extras). Quando estes átomos entram em contato com células vivas, tentam substituir partículas faltantes ou livrar-se de partículas extras. Quando isso acontece, eles perturbam as estruturas atômicas contidas dentro destas células vivas.
Estruturas celulares saudáveis seguem certos processos bioquímicos que trabalham para manter a vida e saúde da célula. Quando estas estruturas são alteradas por ondas de radiação, isso pode causar quebra na função celular. Os efeitos mais danosos podem ocorrer quando as moléculas de DNA de uma célula são alteradas ou tornadas instáveis. A molécula de DNA é responsável por reparar estruturas celulares danificadas e para divisão e reprodução celular. Se estas moléculas sofrem dano permanente, quaisquer tentativas de reparar ou reproduzir a célula podem enfraquecer, mutar ou matá-la.
Doses agudas de radiação são conhecidas por causar mutações celulares cancerígenas. Acidentes de reatores nucleares como o que ocorreu na Ucrânia em 1986 (Chernobyl) causaram formações cancerígenas a aparecer naqueles que foram expostos. Os sintomas que resultam de exposições agudas podem levar ao que é chamado de síndrome de radiação aguda. A quantidade de dano resultante depende se o corpo inteiro de uma pessoa passou por exposição ou apenas uma parte. Quando o corpo inteiro é exposto, há 50% de probabilidade de que a pessoa morra pouco após a exposição. A quantidade de exposição e a saúde do indivíduo determinarão quão graves serão os sintomas de uma pessoa quando apenas uma parte do corpo é exposta.
Pessoas passam por exposições de baixa dose de fontes naturais de radiação todos os dias, mas estas não são consideradas poderosas o suficiente para causar mutações celulares. Fontes naturais incluem luz solar, gás radônio e urânio. Estas fontes emitem radiação em doses crônicas, significando que ocorrem por períodos prolongados. Nenhum dano aparente é causado porque as doses são baixas o suficiente para permitir que o corpo se repare e funcione normalmente. E embora doses crônicas sejam consideradas exposições de baixo risco, não se sabe ao certo se quaisquer efeitos atrasados a longo prazo são possíveis.
Os sintomas de exposição à radiação variam de acordo com a quantidade da dose. Doses de 100 rad ou mais afetam os órgãos que contribuem para produção de sangue no corpo — medula óssea, baço e tecido linfático, entre eles. Fadiga, infecção, sangramento interno e contagem reduzida de glóbulos brancos são sintomas de tal exposição. Doses de 1.000 rads ou mais também afetam órgãos no sistema gastrointestinal, como estômago e intestinos. Desidratação, úlceras sangrantes, náusea, vômito e redução dramática na contagem de glóbulos brancos são sintomas desta exposição de dose mais alta. As exposições de radiação mais severas (e letais) resultam em danos ao sistema nervoso central. Quando dano às células nervosas está presente, múltiplos processos corporais podem potencialmente falhar de uma vez.