線源から対象物に直接到達する放射線を指す。例えば、原子炉事故等によって大気中に放出された放射性物質が雲状となって通過する時、この放射能雲から地上に照射される一次放射線を直達放射線という。ここで、一次放射線とは、線源から放射された放射線が媒質と全く相互作用を起さずに透過してくるものをいう。したがって、直達放射線のエネルギーは、放射能雲を構成している放射性物質が放出する放射能のエネルギーと同じである。直達放射線は放射能雲が通過してしまうとなくなるので、その効果は一過性である。