In caso di un grave incidente in un impianto nucleare o in seguito all'esplosione di un'arma nucleare, la popolazione potrebbe essere colpita dal passaggio di una nube radioattiva composta da gas e particelle radioattive che causerebbe un'irradiazione esterna. Più la popolazione è vicina al luogo di emissione, maggiore è l'intensità di questa irradiazione esterna. L'evacuazione preventiva o il rifugio della popolazione sono allora le misure di protezione previste. All'aumentare della distanza, la polvere radioattiva si disperde nell'aria e l'irradiazione esterna diminuisce, così che queste misure di protezione non sono più necessarie. Al passaggio della nube, la polvere radioattiva e i gas come lo iodio radioattivo possono anche essere inalati o ingeriti, portando all'irradiazione interna. A differenza della radiazione esterna, questa persiste dopo che la nube è passata, poiché gli elementi radioattivi rimangono nel corpo.
Quando passa una nube radioattiva, le particelle radioattive si depositano anche sul terreno. La quantità depositata dipende dalle condizioni meteorologiche, per esempio dalle precipitazioni. Questi depositi causano anche un'irradiazione esterna. Inoltre, il consumo di cibo o acqua contaminati da queste particelle provoca un'irradiazione interna.