Die Industrie nutzt die Wirkung ionisierender Strahlung, um Materialien zu verarbeiten, zu verändern oder zu überprüfen. Kunststoffe können durch die Einwirkung von Gammastrahlung polymerisiert (Strahlenchemie) und Metalle gehärtet werden. In der Halbleitertechnik werden Fremdatome in Substrate implantiert (Ionenimplantation), um gezielt Strukturveränderungen („Dotierungen“) herbeizuführen, um damit die makroskopischen Eigenschaften des Materials zu beeinflussen.
Ein einfaches und probates Mittel, um Werkstoffe zerstörungsfrei zu prüfen, ist die sogenannte „Gammaradiographie“. Der Werkstoff befindet sich hierbei zwischen einer Gamma-Strahlungsquelle und einem Detektor. Durch die unterschiedliche Schwächung der Gammastrahlung werden eventuell vorhandene Materialfehler sichtbar.
Materialfehler zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine unterschiedliche Dichte im Material aufweisen (zum Beispiel durch einen Einschluss von Luft). Dadurch wird die Gammastrahlung an der fehlerhaften Stelle verschieden geschwächt (absorbiert). Der Filmdetektor registriert die unterschiedliche Schwärzung, das Messgerät eine variierende Detektoranzeige.
Das Verfahren erlaubt bei gutem Detektionsverhalten eine hohe Messgeschwindigkeit und kann auch zur ununterbrochenen Kontrolle von Werkstücken am Fließband eingesetzt werden (Qualitätssicherung in Fertigungsprozessen). In der „Gammaradiographie“ werden vorwiegend umschlossene Strahlenquellen mit Kobalt-60, Cäsium-137 oder Iridium-192 mit Aktivitäten im Giga- bis Tera-Becquerel-Bereich verwendet.
Radiometrische Durchstrahlungsverfahren dienen auch zur Kontrolle von Füllständen von Flüssigkeiten und Schüttgütern in geschlossenen, undurchsichtigen Behältern. Die durchdringende Strahlung erübrigt Messgeräte im Inneren des Behälters – ein Vorteil, insbesondere bei der Kontrolle von Füllhöhen in Hochdruckkesseln, Hochöfen, Kohlebunkern oder Behältern mit chemisch aggressiven oder explosiven Inhalten. Die Strahlungsquelle wird dabei in einer bestimmten Füllhöhe installiert. An der gegenüberliegenden Behälterwand befindet sich der Detektor. Erreicht die Flüssigkeit das Niveau der Strahlungsquelle, wird die Strahlung abgeschwächt. So weiß man, dass die entsprechende Füllhöhe erreicht ist. Als Strahlungsquellen dienen auch hier die Radionuklide Kobalt-60 oder Cäsium-137.
Mobile Messgeräte arbeiten nach dem Rückstreuverfahren. Dabei wird der Effekt ausgenutzt, dass Strahlung zu einem Teil auch reflektiert wird, wenn sie auf Materie trifft. Die Rückstreurate korreliert mit der Schichtdicke und der Materialdichte. Strahlungsquelle und Strahlungsdetektor können sich auf der gleichen Seite des Messgutes befinden und kompakt in einem Gerät integriert werden. Das Rückstreuverfahren ermöglicht es, Schichten auf Unterlagen (zum Beispiel Dicke- und Dichtebestimmung von Straßenbelägen beim Straßenbau) oder von Rohr- und Kesselwänden zu prüfen, die nur einseitig zugänglich sind (Gas-/Wasserleitungen).
In hohen Dosen wirkt ionisierende Strahlung desinfizierend. Diese Eigenschaft wird bei der Herstellung von medizinischen Geräten (Instrumente) und Materialien (Verbände, Spritzen, Kanülen, Katheder, Handschuhe, Implantate aus Kunststoff et cetera) zur Sterilisation (Entkeimung) genutzt. Von Vorteil ist dabei, dass ionisierende Strahlung die Verpackung durchdringt. So kann das Material nach der luftdichten Verpackung sterilisiert werden. Bei der Bestrahlung erwärmt sich das Sterilisationsgut nur geringfügig (sogenannte „Kaltsterilisation“ im Gegensatz zur herkömmlichen Dampf- und Heißluftsterilisation). Zum Einsatz kommen hochradioaktive Strahlenquellen mit Kobalt-60.