Durch Studien an den Überlebenden der Atombombenabwürfe von Hiroshima und Nagasaki ist bekannt, dass die Leukämie unter den strahlenbedingten Späteffekten einer Gamma-Bestrahlung derjenige mit dem höchsten relativen Risiko ist. Vor allem bei Menschen, die in jungem Lebensalter exponiert werden, tritt die Erkrankung bereits in den ersten Jahren nach der Exposition auf.

Auch nach dem Reaktorunfall von Tschernobyl wurden mehrere Studien durchgeführt, die den Zusammenhang von freigesetzter Strahlung mit dem Auftreten von Leukämien untersuchten In der European Childhood Leukaemia-Lymphoma Incidence Study (ECLIS) wurden die Inzidenzdaten für Kinder unter 15 Jahren aus den Krebsregistern von 23 Ländern ausgewertet. Die mittleren Strahlenexpositionen wurden aus Kontaminationen der Umgebung und der Lebensmittel abgeschätzt. Die Zahl der Leukämiefälle war nach dem Tschernobyl-Unfall signifikant höher als zuvor.
Allerdings gab es keine Korrelation zwischen der Strahlenexposition und der Erhöhung der Inzidenz, das heißt die Daten ergaben keinen Hinweis darauf, dass die Zunahme der Leukämiefälle ursächlich auf die Strahlenexposition zurückzuführen ist. In einer Studie in Weißrussland konnte kein Anstieg der Leukämieraten nach dem Tschernobyl-Unfall festgestellt werden. Zudem lagen die Inzidenzraten in den höher kontaminierten Gebieten (Gomel und Mogilev) nicht über denen in den niedriger kontaminierten Regionen.
Außer für Schilddrüsenkrebs gibt es aus wissenschaftlicher Sicht bisher keinen Beweis für eine Erhöhung der Krebsraten bei der Bevölkerung der Ukraine, Weißrusslands und Russlands. Manche Krebserkrankungen besitzen allerdings lange Latenzzeiten, und daher ist nicht auszuschließen, dass erhöhte Krebsraten erst zu einem späteren Zeitpunkt erkennbar werden. Um diese nachzuweisen sind jedoch sehr aufwändige epidemiologische Studien notwendig.