Важно знать не только источники, но и уровни радиоактивного загрязнения Арктики. Выделяют четыре таких уровня. Самое активное загрязнение морей и побережья было зарегистрировано во время ядерных испытаний в атмосфере на Новой Земле.
Первый уровень радиоактивного загрязнения обусловлен ядерными испытаниями в атмосфере и гидросфере на Новой Земле, а также глобальными выпадениями искусственных радионуклидов из атмосферы за весь период, начиная с 1995 г. Второй уровень связан со сливом жидких радиоактивных отходов в море, стоками в море ядерных заводов, а также дампингом контейнеров с радиоактивными отходами. Загрязнение радиоактивными отходами третьего уровня связано с накоплением техногенных радионуклидов в льдах, речных водах, морской биоте с последующей их консервацией на длительное время. Ледники и айсберги с арктических архипелагов, а также многолетние и сезонные морские льды в зонах своего интенсивного таяния поставляют радиоактивную пыль в моря. Радиоактивные вещества, содержащиеся в стоках ядерных заводов, выносятся северными реками в Северный Ледовитый океан. Птичьи базары, места скопления рыб, моллюсков и макрофитов также ухудшают радиационную обстановку. Все эти живые организмы аккумулируют искусственные изотопы. К четвертому уровню источников радиоактивного загрязнения Арктики относят выбросы заводов по ремонту ядерных реакторов кораблей и судов, эмиссии ядерных двигателей подводных лодок и ледников, протечки при подземных ядерных взрывах на Новой Земле, которые проводились в 60—80-е годы. Далее рассмотрим разные источники радиоактивного загрязнения Арктики раздельно. Начнем с ядерных испытаний.
Радиоактивные вещества начали выпадать на земную поверхность с момента первых взрывов атомных бомб. В конце второй мировой войны были взорваны атомные бомбы в Аламогордо (штат Нью-Мексика), в Хиросиме и Нагасаки. С этого момента число взрывов быстро росло. Так, до 1968 г. в мире было проведено около 500 взрывов ядерных устройств. Речь идет о взрывах в атмосфере. В состав радиоактивных веществ, которые образуются после взрывов, входят сотни различных радионуклидов. Но большинство из них быстро распадаются или содержатся в очень малых количествах. Поэтому очень важны в смысле действия на человека и другие биосистемы: стронций-90, рутений-106, цезий-137 и церий-144. После мощных ядерных взрывов в 1959 и 1963–1964 гг. наблюдались наибольшие концентрации этих радионуклидов.
С 1954 по 1963 г. на Новой Земле проводились мощные ядерные взрывы в атмосфере на высоте 3—10 км. Проводились также взрывы над водой и под водой на глубине до 200 м. Большинство испытаний ядерного оружия проводилось на севере Южного острова Новой Земли. Координаты испытаний полигона 73° с. ш. и 55° в. д. Здесь 30 октября 1961 г. был произведен самый мощный в мировой практике ядерный взрыв (58 Мт). 5 августа 1962 г. очень мощный взрыв (30 Мт) был повторен. Большинство взрывов имело мощность около 1 Мт. В 1958, 1961 — и 1962 гг. ежегодно производили не менее 30 взрывов. При наземных ядерных взрывах мощностью в 1Мт радиоактивный след простирается на несколько сот километров. Примерно 80 % радиоактивной пыли оседает. Это, главным образом, стронций-90 и цезий-137.
Вблизи берегов Новой Земли на шельфе Баренцева и Карского морей проводились надводные и подводные ядерные испытания. Несколько атомных бомб мощностью 20–25 Мт было взорвано к западу и востоку от пролива Маточкин Шар. Юго-западнее Северного острова была произведена серия из десяти ядерных взрывов в открытом море во второй половине 1961 и 1962 гг. 27 сентября 1962 г. на юге Новоземельского мелководья был произведен атомный взрыв мощностью 30 Мт. Взрыв произведен на акватории с глубинами 120–230 м на удалении 90 м от побережья. Здесь господствовали течения в сторону моря (северо-восток), в сторону тех мест, где обитала крупная популяция сайки. Сайка является главной кормовой рыбой морских птиц, а также млекопитающих и донных рыб. Врезультате проведенных ядерных испытаний в донных отложениях и бентосных организмах в этом месте сохранился высокий уровень радиоактивных веществ.
В настоящее время в тех местах, где до 1963 г. проводились наземные ядерные взрывы, отчуждены санитарные зоны, площадь которых составляет десятки тысяч квадратных километров. Там уровень ионизирующего излучения достигает одной тысячной рентгена. Во время испытаний этот уровень был намного выше.