I reattori nucleari (civili, militari o per scopi di ricerca) rappresentano la fonte principale di radiazioni. La radioattività del nocciolo di un reattore nucleare è milioni di volte superiore a quella di qualsiasi altra sorgente antropica di radiazioni. Sebbene la costruzione e la gestione degli impianti nucleari siano attentamente monitorate e regolamentate, un incidente, benché raro, può verificarsi. Il potenziale pericolo derivante da un incidente ad un reattore nucleare è costituito dall’esposizione alle radiazioni. Questa esposizione deriva dalla dispersione nell’ambiente di materiale radioattivo contenuto nel reattore, solitamente caratterizzata dalla formazione di un pennacchio (a forma di nuvola). L’estensione dell’area coinvolta dipende dalla quantità di materiale radioattivo disperso, dalla direzione e velocità del vento e dalle condizioni del tempo (pioggia, neve ecc.), che possono velocemente depositare il materiale radioattivo al suolo, determinando un incremento nella deposizione di radionuclidi. Contaminazioni significative possono interessare aree distanti anche più di 30 km dal luogo dell’incidente.
Gli incidenti radiologici si possono verificare qualunque volta materiali radioattivi vengano utilizzati, trasportati o stoccati. Oltre agli impianti nucleari, anche gli ospedali, le università, i laboratori di ricerca, le industrie, le grandi autostrade, le ferrovie ed i porti possono divenire il luogo di un incidente radiologico. Sorgenti radioattive vengono frequentemente utilizzate in misuratori industriali (ad esempio misuratori di umidità e densità). Se questi misuratori od altri strumenti contenenti radiazioni vengono impropriamente scartati come rifiuti o riciclati come metalli di scarto, la sorgente radioattiva sigillata può essere rilasciata, esponendo le persone alla contaminazione. Questi rifiuti rappresentano i contaminanti radioattivi più frequenti nei carichi ricevuti dalle strutture che gestiscono lo smaltimento dei metalli di scarto. Se un mulino di acciaio ospita la fusione di una sorgente radioattiva, la contaminazione coinvolge l’intera struttura metallica, l’attrezzatura di lavoro e la struttura che lo contiene; infine, espone alle radiazioni gli operai o gli utenti.
Si sono verificati anche incidenti in cui persone hanno trovato sorgenti di radiazioni e, non sapendo cosa fossero, le hanno conservate o persino aperte, venendo poi seriamente esposte a radiazioni. Alcuni satelliti utilizzano materiali radioattivi come sorgente di energia durante lunghi voli spaziali. Durante il lancio od il rientro di satelliti, è possibile che si verifichi un incidente da cui può materiale radioattivo può venire disperso.