有輻射，和廢水中含有大量的放射性元素成分，氚的含量最高，其次還有碳14，鈷60和鍶九十。這三個元素的降解時間更長，而且很容易進入海洋的沉澱物中被海洋生物吸收。這些同位素對人類具有潛在的毒性，並有可能造基因的損害。能以更長久和複雜的方式影響海洋環境，這些汙水中的其他放射性核素。在數千年內都將是危險的。

日本文部科學省2012年4月14日公佈的資料顯示，福島第一核電站事故發生後的3月至6月的4個月中，位於核電站西南約5公里處的福島縣大熊町測得的放射性核素銫的沉降量共計為每平方米683.6萬貝克勒爾。除福島縣和因地震未能檢測的宮城縣以外的45個都道府縣3至6月的合計沉降量約為14.4萬貝克勒爾，但僅福島一縣就是其47倍。

核素的輻射劑量是以毫希弗或微希弗來表示，1毫西弗等於1000微西弗。在一年內，人們可以經受的正常核輻射量可以用一些數值來衡量：

放射診斷，0.22毫希弗/年；

放射治療，0.03毫希弗/年；

醫用同位素檢查，0.002毫希弗/年；

放射性廢物，0.002毫希弗/年；

核爆炸落下的塵埃，0.01毫希弗/年；

職業輻射，0.009毫希弗/年；

其他輻射源，0.012毫希弗/年；

核電站周圍的輻射，0.001-0.02毫希弗/年。

目前，科學認定的成人一年可承受的輻射量閾值為100毫西弗（1毫西弗）。當短時輻射量低於100毫西弗時，對人體沒有危害。如果超過100毫西弗，會對人體造成危害。

▲日本東海村核輻射外洩事故受害者

100到500毫西弗時，人們不會有感覺，但血液中白細胞數會減少；

1000到2000毫西弗時，可導致輕微的輻射疾病，如疲勞、嘔吐、食慾減退、暫時性脫髮、紅細胞減少等；

2000到4000毫西弗時，人的骨髓和骨密度受到破壞，紅細胞和白細胞數量大量減少，有內出血、嘔吐等症狀；

大於4000毫西弗時可直接導致人死亡。