核爆后放射性物质的衰减需要经历漫长过程。初始辐射在爆炸后几分钟内迅速减弱，但残留辐射的影响可持续数十年。不同核素半衰期差异巨大，碘131仅存约两个月，而铯137需三百年才能衰减至安全水平。真正实现环境安全往往需要人类世代更迭的时间尺度。
核爆产生的放射性物质包含多种元素，其衰变速度取决于物理特性。短半衰期核素如氚会在较短时间内失去活性，但钚239等长半衰期核素将存留数万年。地表残留物的衰减过程受爆炸当量、爆炸高度和地质条件共同影响。地下核试验会造成更持久的局部污染。
放射性沉降物的分布具有空间差异性。爆心区域在数周内辐射强度可下降百倍，但周边沉降区需要更长时间恢复。降水会促使放射性粒子聚集，形成高污染带。森林生态系统能通过生物循环长期保持放射性物质活性，延长影响周期。
环境自净机制能加速辐射减弱。自然风化作用可使表层污染物质迁移稀释，深翻土地能有效降低耕作区辐射水平。但部分核素会进入水体循环系统，通过食物链产生生物富集效应。海洋对放射性物质具有强大稀释能力，但某些海湾区域因水文条件可能形成长期污染。
人类干预措施影响辐射消散速度。及时清除表层土壤能显著缩短危险期，混凝土覆盖可阻断辐射传播。对于已进入生态循环的放射性元素，目前尚无高效清除方法。持续监测和限制进入是保障安全的主要手段，这对核爆遗址管理尤为重要。