1000 – 5000 рад (10-50 Гр.) Летальна доза, смерть настає через один-два тижні від внутрішніх кровотеч (стоншуються клітинні мембрани), в основному в шлунково-кишковому тракті. 300-500 рад (3-5 Гр.) Летальна доза, половина опромінених вмирають протягом одного-двох місяців від ураження клітин кісткового мозку.
Опромінення радіації понад 80 Ґрей веде до смертельного результату. За 1-3 дні відбувається набряк мозку, його дисфункція та відмирання. Ця стадія називається церебральною променевою хворобою.
Спочатку тіло ніяк на це не реагує. Лише через час може з'явитися нудота, починається головний біль, слабкість, піднімається температура. При високих дозах опромінення радіація насамперед впливає на кровотворну систему.