En entrant en contact avec la matière, ces rayonnements libèrent de l'énergie qui affecte les tissus. Il y a plusieurs mesures différentes pour évaluer cette interaction, mais la plus pertinente et la plus explicite dans l'expression du danger est le débit de dose. L'utilisation d'un radiamètre permet le calcul de la quantité de sievert (Sv) reçue par un organisme sur un temps donné, indiquant de ce fait des Sv/h. Cette donnée permet de se situer par rapport à la loi qui indique qu'en plus des 45.5 mSv de fond, la population ne travaillant pas avec la radioactivité ne peut pas recevoir plus de 1 mSv22supplémentaire.

L'action d'un rayonnement sur une cellule peut se résumer en trois actes :

Le rayonnement, selon sa nature, pénètre plus ou moins profondément dans la matière et interagit avec les atomes, perdant ainsi graduellement son énergie.

Lors de la collision d'un rayonnement avec un atome, ce dernier se sépare d'un ou plusieurs de ses électrons devenant ainsi un ion positif (processus d'ionisation). L'atome ionisé voit sa structure opérer des transformations physiques et chimiques qui finissent par modifier la structure interne des cellules en altérant l'ADN. Les conséquences de ces modifications peuvent être différées dans le temps ou immédiates.

La cellule peut réagir de deux façons différentes. A) Elle ne supporte pas ces modifications et meurt rapidement. Les effets sont visibles immédiatement sous forme de brûlures, de vomissements ou de mort de l'organisme. Il s'agit d'effets dits déterministes qui ne surviennent qu'à de très fortes irradiations (à partir de 0.5 Sv en exposition aiguë). B) La cellule se transforme, mais reste viable. Les effets ne sont visibles que quelques jours ou plusieurs années plus tard. Ces cellules peuvent dégénérer et provoquer des cancers ou des effets héréditaires. Il s'agit d'effets dits stochastiques.

Deux types d'irradiation sont distinguées; l'irradiation externe (la source est à l'extérieur du corps) et interne (la source est à l'intérieur du corps). Dans le premier cas, les rayonnements doivent traverser la barrière naturelle du corps, la peau, pour atteindre les organes. Dans le second cas, la source se retrouve à l'intérieur par ingestion ou inhalation (air contaminé, poussière contaminée, etc.). Les effets sont plus conséquents puisqu'il n'y a plus aucune protection entre le radionucléide et l'organe irradié.