1930～1960 年代，医学界把辐射看作是时髦的诊断和治疗手段，却缺乏对辐射远期效应的认识，病人由于接受高累积剂量而诱发过多的白血病、骨肿瘤、肝癌等恶性肿瘤。这一时期，损伤对象主要是接受超剂量辐射照射的病人。

 1945 年，美国在日本广岛和长崎各投下一枚原子弹，约 12 万人死亡。幸存者都有程度不同的辐射损伤，成为中、高剂量受照的最大群体。1954 年，美国在比基尼岛试验氢弹，致使 239 名马绍尔群岛居民和 28 名美国人，以及日本福龙号渔船上的 23 名日本渔民受到了不同程度的辐射损伤，其中 1 人死亡。对这些人群的追踪研究为人类认识辐射损伤提供了宝贵经验。

这一时期，生物效应仍被认为是确定性的。在二战期间，为核武器生产和使用服务，美国曼哈顿工程设立了保健处，含医务监督科、生物研究科、辐射防护科。电离辐射防护采用标准为美国咨询委员会 1934 年提出的外照射为 0.1 伦/天（0.1R/d）的耐受剂量。

1934 年国际 X 射线与镭防护委员会正式规定辐射的耐受剂量为 0.2 伦/天（500mSv/a）。

1950 年改用最大容许剂量，剂量标准降到 0.3 伦/周，约 0.05 伦/天。1956 年国际放射防护委员（International Commission on Radiological Protection，ICRP）1 号出版物，将 0.3 伦/周改为全身均匀照射的最大容许剂量为  雷姆/年（50mSv/a），并把关键器官分为四类，分别规定不同器官的最大容许剂量值，一直沿用至 1990 年，我国至 2002 年