Deterministické účinky jsou spojené s takovým zdravotním poškozením, které je charakterizováno určitou prahovou dávkou, přičemž s rostoucí dávkou se zvyšuje i závažnost poškození. Tyto účinky se projeví na konkrétní ozářené osobě. Deterministické účinky se někdy označují i jako tkáňová reakce na ozáření. V některých případech jsou deterministické účinky ovlivnitelné některými metodami ještě i po ozáření, např. použitím modifikátorů biologické odpovědi.

Při vysokých dávkách, a zejména v havarijních situacích, může ozáření záření způsobit deterministické účinky (tkáňové reakce). Rozsah poškození závisí na absorbované dávce a do určité míry i na dávkovém příkonu a také na parametrech záření a citlivosti tkáně. Většinou hodnoty relativní biologické účinnosti (Relative Biological Effectiveness - RBE) pro tkáňové reakce vyvolané zářením s vysokým lineárním přenosem energie (LET - Linear Energy Transfer) jsou nižší než pro stochastické účinky při nízkých dávkách, a také relativní vnímavost tkání se liší. Veličiny ekvivalentní dávka a efektivní dávka by se neměly užívat ke kvantifikaci vyšších dávek záření nebo v rozhodování o potřebě nějakého opatření týkajícího se tkáňových reakcí. Pro tyto účely by dávky měly být vyhodnocovány jako absorbované dávky (v Gy) a v případě záření s vysokým LET (např. neutrony nebo částice alfa) by se měly užívat absorbované dávky vážené příslušným RBE.

Vyvolání tkáňových reakcí je obecně charakterizováno prahovou dávkou (obr. 25). Důvodem pro existenci prahu je okolnost, že kritická buněčná populace v dané tkáni musí doznat poškození (vážné funkční selhání nebo smrt), a to se následně projeví příslušným klinickým obrazem. Nad prahovou dávkou závažnost poškození, včetně narušené schopnosti k zotavení tkáně, stoupá s dávkou.

Obr. 25. Závažnost deterministických biologických účinků ozáření se s dávkou zvyšuje (účinky se objevují nad určitou prahovou dávkou)

Je třeba zdůraznit, že kategorie deterministických účinků předpokládá existenci projevů zjistitelných zevním (makroskopickým) pozorováním, které se u člověka kryjí s pojmem klinické příznaky. Za takové klinické projevy považujeme:

a) akutní nemoc z ozáření - celotělové jednorázové ozáření pronikavým zářením (prahová dávka v závislosti na formě poškození (dřeňová, střevní, neuropsychická) - nad 0,7 Gy);

b) akutní poškození kůže - při lokalizovaném ozáření (prahová dávka - nad 3 až 4 Gy);

c) gonády - pokles fertility u mužů (prahová dávka nad 0,5 Gy) a žen (nad 2 Gy);

d) účinek na zárodek (plod) - prahová dávka závisí od doby po početí a může být již od 100 mGy.

Některé ukázky závažného zdravotního poškození po ozáření velkými dávkami je na obr. 26. Takové projevy jsou obvykle důsledkem nehod se zdroji s velmi vysokou aktivitou. K tomu dochází zejména v defektoskopii, kde se také zdroje ztrácí nebo s nimi manipulují neoprávněné osoby.

Obr. 26. Pohled na projevy deterministických biologických účinků ionizujícího záření