낙진(落塵, 영어: Fallout)은 핵폭발이 발생했을 때 대기권 상층으로 퍼져나가 잔류하는 방사성 물질을 가리키는 용어이다. 핵무기가 폭발하면서 생성되는 방사성 먼지와 재를 일반적으로 일컫는 명칭이기도 하며, 영어 표현 'fallout'에서 유래하였다. "떨어지는 먼지"라는 뜻에서 '낙진'이라 부른다.
낙진의 생성 원인은 크게 두 가지로 구분된다. 첫째, 핵폭발로 인해 직접적으로 기화된 물질이 응축·침강되는 경우이고, 둘째, 폭발에 노출되어 주변 물질이 방사능을 띠게 된 경우이다. 이렇게 형성된 방사성 분진은 극도로 위험한 방사능 오염 물질로서, 대수층(지하수층)을 오염시키며, 낙진에 노출된 생태계는 심각한 피해를 입을 수 있다는 점이 알려져 있다.
낙진을 구성하는 주요 성분은 방사성 동위원소이다. 이러한 동위원소는 핵무기나 원자로 내부에서 우라늄이나 플루토늄이 핵분열하면서 생성될 뿐만 아니라, 핵폭발에서 방출된 방사선을 쬐어 주변 원자가 방사능을 띠게 됨으로써도 발생한다. 핵폭발 이후 대기 중의 방사성 동위원소는 생명체의 몸속에서 붕괴되어 보다 안정된 상태로 전환된다. 대량의 방사선에 단시간 노출되면 급성 방사선 증후군으로 인한 급성 질환이나 사망에 이를 수 있으며, 소량이라도 장기간 노출되면 암 발생 또는 세포 손상의 위험이 증가할 수 있다. 이러한 특성 때문에 방사성 낙진은 '죽음의 재'라고도 불린다.
낙진으로부터의 방사선 노출 경로는 크게 두 가지 형태로 나타난다. 첫째는 지표면에 침적된 방사성 입자나 잔해에서 방출되는 직접 방사선에 노출되는 경우로, 지하 대피소로 피신하거나 실내에 머무름으로써 어느 정도 차폐가 가능하다. 둘째는 방사능에 오염된 공기, 음식 및 음료수를 통해 방사성 물질이 체내로 유입되는 경로이다.
방사성 입자는 일반적으로 대기 중에 오래 머무르지 않지만, 음식물을 통한 방사성 물질의 이동은 장기간 지속될 수 있다. 특히 우유를 통한 이동 경로가 주목되는데, 풀 위에 침적된 낙진을 섭취한 젖소가 생산한 오염된 우유를 사람이 마시면 방사성 동위원소인 요오드-131이 갑상선에 흡수·축적된다. 또한 스트론튬-90은 뼈 조직에, 세슘-137은 근육이나 기타 세포에 축적되는 것으로 알려져 있다. 식품 오염은 식물 표면에 직접 침적된 낙진에 의해서도, 또는 식물 뿌리가 토양에서 방사성 동위원소를 흡수함으로써도 발생할 수 있다.
과거 대기권에서 실시된 핵무기 실험은 상당량의 낙진을 발생시켰으나, 현대에는 대부분 지하 핵실험으로 전환되면서 이로 인한 낙진은 더 이상 발생하지 않게 되었다. 그러나 원자로 사고로도 심각한 낙진이 발생할 수 있다. 대표적인 사례로는 1986년 체르노빌 원전 사고가 있으며, 이때 다량의 낙진이 발생하여 바람을 따라 광범위한 지역으로 확산되었다. 또한 1957년 영국 북부의 플루토늄 생산공장에서 원자로 화재가 발생하여 약 520km²에 이르는 주변 농촌 지역이 방사능 낙진으로 오염된 사례가 있다. 미국에서는 1979년 펜실베이니아주 스리마일섬 원자력발전소 사고가 발생하여 원자로 냉각계 고장으로 인한 과열로 원자로 중심부가 심각하게 손상되면서 상당량의 방사성 물질이 누출된 바 있다.
