В довготривалій перспективі, ядерна зброя створює іонізуюче випромінювання, який вбиває або викликає хворобу тих, хто піддається впливу, забруднює навколишнє середовище та має довгострокові наслідки для здоров’я, включаючи рак і генетичні пошкодження. Їх широке використання в атмосферних випробуваннях спричинило серйозні довгострокові наслідки.
Хоча небезпечні рівні радіації швидко спадуть протягом перших кількох днів, залишкова радіація від продуктів ділення з довгим періодом напіврозпаду (таких як 90Sr, 106Ru, 137Cs, 147Pm і 155Eu) стане основним внеском в опромінення (після приблизно 10 років).
Одразу після надземного ядерного вибуху уламки та ґрунт можуть змішуватися з радіонуклідами. Ця суміш піднімається в повітря, а потім падає назад на Землю. Його називають опадами, і зазвичай він містить сотні різних радіонуклідів.
Викид радіації є унікальним явищем для ядерних вибухів. Існує кілька видів випромінювання; ці типи включають гамма-, нейтронне та іонізуюче випромінювання, і випромінюються не тільки під час детонації (початкове випромінювання), але й протягом тривалого періоду часу після (залишкова радіація).
Професор Кійоші Шізума з інженерного факультету Університету Хіросіми коментує: «Територія навколо гіпоцентру була під дією радіації щонайменше рік». Провідне випромінювання нараховує близько 20 типів і його дія найсильніша протягом 10–20 годин, дія триває протягом близько 100 годин.
Будь-хто, хто знаходиться на відстані кількох миль, отримає опіки третього ступеня. Люди на відстані до 53 миль можуть відчути тимчасову сліпоту. Пожежі розривали б уламки. Екстреним службам буде важко підтримати тих, хто вижив у безпосередній близькості від вибуху.