Aatomi lõhustamine ehk tuumalõhustumine on põhjustanud vahejuhtumeid, kus ohtlik kiirgus eraldus, ja need sündmused on ka juhtunud hävitamise ja katastroofi märksõnadeks: Hiroshima ja Nagasaki, Three Mile saar, Tšernobõli ja viimati Fukushima. Energia vabastamise tehnoloogia selliste raskete elementide nagu uraan ja plutoonium lõhustamisel töötati välja viimase sajandi jooksul. Tuuma lõhustumisel tekkivat energiat saab kasutada, kuid see on ka suurim aatomi lõhestumisega seotud riskiallikas.
Lõhustumisel eralduv kiirgus
Aatomi jagunemisel eraldub kolme tüüpi kiirgust, mis võib kahjustada elusaid kudesid. Alfaosakesed koosnevad prootonitest ja neutronitest ega suuda tungida läbi inimese naha, kuid kahjustavad kehas olles. Beetaosakesed on elektronid, mis liiguvad väga kiiresti ja võivad tungida läbi naha, kuid puit või metall peatavad selle. Gammakiired on suure energiaga kiired, mis võivad kehadesse tungida ja vajavad märkimisväärset kaitsekatet. Igat tüüpi kiirgus kahjustab elusaid kudesid protsessi kaudu, mida nimetatakse ionisatsiooniks. Ionisatsioon on energia ülekandmine kude moodustavatele molekulidele, lõhustades keemilisi sidemeid ja kahjustades rakke ja DNA-d.
Kiirgusega kokkupuute lühi- ja pikaajalised riskid
Lühiajaline kokkupuude kõrge kiirgusega põhjustab ägedat kiiritusmürgitust. Sümptomiteks on oksendamine, juuste väljalangemine, nahapõletused, elundite puudulikkus ja isegi surm. Enamik kiirgusega kokkupuuteid ei ole teravad ja madala pikaajalise kiiritusega kokkupuute riske nimetatakse stohhastilisteks tervisemõjudeks. "Stohhastiline" viitab tõenäosusele, antud juhul teatud terviseprobleemide suurenenud tõenäosusele. Stohhastilised tervisemõjud hõlmavad suurenenud vähiriski ja geneetiliste mutatsioonide edasiandmist järglastele. Kolmekordse normaalse kiirgusdoosi korral arvatakse, et vähki haigestuks viis või kuus inimest 10 000-st.
Kontrollimatud lõhustumisreaktsioonid
Tuumalõhustumisel tuumareaktoris üks aatom jaguneb ja vabastab neutronid, mis käivitavad sama protsessi lähedal asuvatel aatomitel. Tuumareaktorites kontrollitakse seda protsessi hoolikalt, kuid tuumareaktori sulamise ajal või aatomipommi plahvatuse korral võib see kasvada eksponentsiaalselt, kuni paljud tuumad vabastavad energiat üks kord. Kontrollimatud reaktsioonid tekitavad piirkondlikus ulatuses soojust, jõudu ja kiirgust. Võimaliku ohu tõttu on tuumaelektrijaamadel ohutusplaanid ja piiramissüsteemid ning nad on terrorirünnakute eest karastatud.
Radioaktiivsed jäätmed
Tuumareaktoris kasutatakse uraani ja plutooniumi vardaid, kuid vardades olevad aatomid harjuvad seni, kuni järele on jäänud vaid vähesed. Kui nad on enamuse oma aatomivarudest lõhustumiseks ammendunud, loetakse neid jäätmeteks. Need jäätmevardad on siiski endiselt ohtlikud, kuna nad reageerivad jätkuvalt palju aeglasemalt ja kiirgavad kiirgust. Radioaktiivsete jäätmete kõrvaldamine tekitab ohtu ümbruskonnale. Hinnanguliselt põhjustab ühe tuumaelektrijaama kasutatud tuumkütuse varraste jäätmed iga 50 tööaasta kohta ühe surma.