La ricaduta del materiale nella zona dell'esplosione (fallout primario) inizia entro pochi minuti con i detriti e le polveri più pesanti; il materiale più fine scagliato in aria viene trasportato dal vento e inizia a ricadere da una a due ore dopo (fallout secondario). La coda del fallout secondario può allungarsi per decine di chilometri per le esplosioni più potenti; in genere il materiale radioattivo continua a cadere per un tempo che va da sei a trenta ore. La forma e la lunghezza della coda del fallout secondario dipendono molto dall'andamento dei venti negli strati superiori dell'atmosfera. Se i venti cambiano direzione con la quota, la coda può assumere una forma curva.
I primi materiali a ricadere sono anche i più radioattivi: la pericolosità del materiale in ricaduta è massima all'inizio del fallout e si attenua col tempo man mano che decadono gli isotopi radioattivi con emivita più breve. Dopo circa 48 ore il livello di radioattività dei materiali raggiunge un valore stabile e smette di diminuire. Gli eventuali sopravvissuti devono quindi abbandonare la zona sottovento all'esplosione il più rapidamente possibile, o altrimenti cercare subito un rifugio, possibilmente un bunker sotterraneo, in cui trascorrere almeno i successivi due giorni.
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