电离辐射——矿物、原子弹和核反应堆发出的那种辐射——对人体的主要作用是：它会削弱和破坏 DNA，要么将细胞损伤到足以杀死它们，要么导致它们发生突变，最终可能导致癌症。
上周日本发生地震和海啸后，福岛第一核电站的四座核反应堆已受损并正在释放辐射。试图阻止反应堆恶化的工人本身也暴露在辐射中，同时日本政府已要求距离核电站20公里内的所有人员撤离。
核辐射与灯泡或微波炉的辐射不同，其能量足以通过打掉电子来电离原子。这种电离辐射可以直接破坏 DNA 分子，通过破坏原子之间的键；或者，它可以电离水分子并形成自由基，自由基具有高反应性，也会破坏周围分子的键，包括 DNA。
麻省理工学院辐射防护委员会成员 Peter Dedon 解释说：“发生的事情是，放射性元素的原子核会发生衰变并释放高能粒子。如果你挡在这些粒子的路径上，它们就会与你体内的细胞发生相互作用。粒子，一个能量包，会穿过你的细胞和组织。”
如果辐射足够多地改变 DNA 分子，细胞就无法复制并开始死亡，这会导致辐射病的即时症状——恶心、肿胀、脱发。受损程度较轻的细胞可能会存活并复制，但其 DNA 的结构变化会干扰正常的细胞过程——例如控制细胞如何以及何时分裂的机制。无法控制分裂的细胞会失控地生长，从而变成癌细胞。
Dedon 表示，对于摄入的粒子，有些可能在造成太大损害之前就通过身体排出，但有些则会滞留。放射性碘-131 构成特别重大的风险，因为它会被甲状腺迅速吸收并滞留。这就是为什么建议那些可能暴露在空气中的放射性物质中的人预先服用碘片：非放射性碘会被甲状腺吸收，然后甲状腺就不会吸收后续出现的放射性碘。
辐射暴露风险以希沃特（sieverts）为单位进行测量，该单位会考虑辐射的类型和数量，以及身体的哪些部位受到暴露，从而让我们可以在一个尺度上比较不同类型的暴露。
在典型的一年里，一个人可能会从环境辐射、飞机飞行和医疗程序等事物中总共接收到两到三毫希沃特（millisieverts）的剂量。在美国，核电站工人的年度暴露限值为每年 0.05 希沃特。在这些水平或以下，修复 DNA 的酶能够跟上损伤的速度，从而将癌症风险保持在较低水平。高于这些水平，身体的修复系统就无法跟上。根据世界核协会的数据，每年 100 毫希沃特是癌症风险开始增加的阈值。
据报道，福岛的辐射水平一直在波动，一次读数曾达到每小时 400 毫希沃特。Dedon 表示，在这种水平下，7 分钟的暴露就相当于美国的年限值。一小时的暴露可能就是致命剂量。400 毫希沃特水平并不是一个持续的测量值，目前的水平一直在波动并远低于此。
Dedon 强调，由于辐射会像光一样随着距离的平方而衰减，因此即使在核电站内部水平很高，几英里外也会变得微不足道。对于居住在该地区的人们来说，更大的危险是放射性粒子释放到空气中，这些粒子会在体内积聚，随着时间的推移损伤组织并导致癌症。
Dedon 表示，一天内接受一希沃特的辐射剂量就足以让你感到不适。“在一到三希沃特之间，你的骨髓和器官会受损，你会真的生病。在三到六希沃特之间，你会出现出血和更多感染，”他说。“从六到十希沃特，在这个水平上死亡的几率约为 90%。高于十希沃特，就被称为失能和死亡。”
