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Da eine akute Strahlenschädigung bei den betroffenen Personen direkt in Erscheinung tritt, wird sie auch deterministische Strahlenwirkung genannt. Sie ist in der Regel die Folge einer massiven Abtötung von Zellen in einem Organ- oder Gewebesystem, das aufgrund seines natürlichen Verschleißes auf einen dauernden Zellnachschub aus dem Stammzellenvorrat des Körpers angewiesen ist. Dazu gehören insbesondere die Haut, die Haare und das Epithel des Magen-Darmtraktes.

Überschreitet das Ausmaß der Zellabtötung in einem Gewebe oder Organ eine gewisse Höhe, so kommt es zur Funktionseinbuße des betroffenen Organs oder Gewebes. Wenn die Schwellendosis einmal überschritten wird, nimmt die Schwere des Schadens mit der Dosis zu und der Schadenseintritt erfolgt mit zunehmender Dosis früher. Mit akut und chronisch wird dabei der Krankheitsverlauf eines Früh- oder Spätschadens beschrieben. Ein typisches Beispiel für einen Spätschaden aufgrund einer deterministischen Strahlenwirkung ist die Störung der Lungenfunktion aufgrund einer Fibrose.