Certaines substances contenant des éléments chimiques comme l’uranium ou le plutonium, sont susceptibles de donner naissance à une réaction nucléaire qui peut donner lieu à un dégagement d’énergie considérable, même avec de très petites quantités de ces substances. C’est cette réaction qui est utilisée dans les centrales de production d’électricité. Cette utilisation est rendue possible car la réaction est contrôlable : on sait la stabiliser ou l’arrêter. Mais, si cela n’était pas le cas, on aurait rapidement un « emballement » de la réaction conduisant à des effets catastrophiques comme on a pu les observer lors de l’accident de Tchernobyl en 1986. L’énergie dégagée par la réaction se manifeste par des effets mécaniques (explosion) capables de détruire des bâtiments, des effets thermiques (hautes températures) et des rayonnements intenses.

Les réactions nucléaires donnent aussi naissance à des substances artificielles contenant des éléments chimiques radioactifs. La dispersion de ces substances constitue le second risque nucléaire. Il se manifeste évidemment dans les situations accidentelles évoquées précédemment. Il peut aussi se présenter lors de la manipulation de matières radioactives hors de toute situation de réaction nucléaire. Ces matières ont en effet de nombreuses applications dans des domaines tels que la médecine, la métrologie, la métallurgie, etc. Bien sûr, elles sont aussi manipulées dans les installations nucléaires, industrielles ou de recherche.