專家仍無法準確預測日本核電廠輻射塵會飄到何處，因為輻射物質一旦外洩，行徑會隨著氣候變化，也會隨著食物鏈與生化過程改變。
紐約時報報導，輻射汙染問題取決於眾多因素，如輻射釋放的特定元素會吹往哪裡、雨水是否會將輻射塵帶到地面。
福島核電廠釋放的主要輻射物質是碘131與銫137，銫的半衰期長，且可以輕易在食物鏈中傳播，在空氣中可持續發出輻射數百年。銫137也可在生態系統中循環數十年，它們會從植物的根部進入，在植物枯萎後回到大地。車諾比爾核災逾15年後，克羅埃西亞的野豬與挪威馴鹿體內仍可測得銫137。
碘131的留存期較短，輻射效力每8天便減半，不過由於它會聚集在生物的甲狀腺，因此相當危險。維克表示，有一次中國核試爆一周後，竟在科羅拉多州梅花鹿的甲狀腺中偵測到碘131。
科羅拉多大學的教授維克說，萵苣、菠菜與其他葉片大的綠色蔬菜，比蘋果、橘子或馬鈴薯等蔬果還會累積輻射。但過了幾周後，輻射粒子透過動物或植物根部吸收，便會進入食物鏈。
福島核電廠附近海水已偵測到超標輻射值，提高海洋生物可能受汙染疑慮。專家建議當局務必密切注意海洋生物受汙染程度，因為銫137像汞一樣，會聚集在魚類肌肉中，且會從浮游生物影響到魚群。