Невидимое излучение из ядерно загрязнённой воды не отражается от кожи, а свободно проходит сквозь ткани и тихо переписывает химию внутри клеток. Частицы или кванты излучения исчезают почти мгновенно, но микроскопические повреждения, которые они запускают, могут развиваться и накапливаться ещё долго после окончания воздействия.
Ионизирующее излучение несёт достаточно энергии, чтобы выбивать электроны из атомов воды и молекул живой ткани — это явление называют ионизацией. Один такой акт запускает каскады активных форм кислорода и свободных радикалов, которые разрушают белки, клеточные мембраны и особенно ДНК. Кратковременный проход бета‑частиц или гамма‑квантов может оставить после себя разрывы обеих нитей ДНК, модификации оснований и сшивки между молекулами. Системы восстановления ДНК используют механизмы, такие как вырезание повреждённых участков нуклеотидов и гомологичная рекомбинация, но ни один из этих путей не работает безошибочно. Неверно исправленные участки накапливаются в виде мутаций и хромосомных перестроек, меняют цикл деления клеток и базовый обмен веществ, создавая почву для хронического воспаления и повышения онкологических рисков во многих органах.
Радиоизотопы, попадающие в воду, добавляют ещё один, более длительный уровень угрозы. Некоторые из них ведут себя как кальций, йод или калий и накапливаются в костях, щитовидной железе или мышцах, превращая обычные ткани во внутренний источник излучения. Даже когда внешнее радиоактивное облако уже рассеялось, слабое, но постоянное излучение продолжает ионизировать клетки поблизости. След отдельной частицы в ткани исчезает быстро, а вот нарушенные сигнальные цепочки, фиброз ткани и клона́льное разрастание повреждённых клеток могут сохраняться много лет — задолго после того, как загрязнённая вода покинула организм.
