Die letale Dosis (LD) beschreibt die Strahlendosis, die für den menschlichen Organismus tödlich wirkt. Da Gewebe je nach Art unterschiedliche Strahlensensibilitäten aufweist, hängt die Wirkung einer Exposition stark von der Lokalisierung, aber auch von der Dauer ab. Da keine experimentellen Daten vorliegen, basiert die Datengrundlage hauptsächlich auf den Atombombenabwürfen in Hiroshima und Nagasaki. Zu den einhergehenden Symptomen bis zum Tod zählen insbesondere (chronologisch nach steigender Dosis): Erbgutveränderungen, Kopfschmerzen, Übelkeit, Appetitlosigkeit, Haarausfall, Ermüdung, erhöhtes Infektionsrisiko, Sterilität, Durchfall, Blutungen im Mund, unter der Haut und in den Nieren.
Für abrupte Bestrahlungen des gesamten Körpers wird die letale Dosis für bestimmte effektive Dosiswerte wie folgt abgeschätzt:
- < 1 Sievert: Stochastische Strahlenschäden, Kopfschmerzen, Reduzierung der roten Blutkörperchen, „Strahlenkater“
- 1 – 2 Sievert: LD 10/30, 10% Todesfälle nach 30 Tagen
- 2 – 3 Sievert: LD 35/30, 35% Todesfälle nach 30 Tagen
- 3 – 4 Sievert: LD 50/30, 50% Todesfälle nach 30 Tagen
- 4 – 6 Sievert: LD 60/30, 60% Todesfälle nach 30 Tagen
- 6 – 10 Sievert: LD 100/14, 100% Todesfälle nach 14 Tagen
- 10 – 20 Sievert: LD 100/7, 100% Todesfälle nach 7 Tagen
- 20 – 50 Sievert: LD 100/3, 100% Todesfälle nach 3 Tagen
- 50 – 80 Sievert: Tod nach wenigen Stunden.
- > 80 Sievert: Sofortiger Tod.