氚³H作为核废水中常见的放射性物质，与氢的化学性质相似，会以水分子H₂O的形式参与蒸发过程。因此，含氚的核废水蒸发时，氚会随水蒸气进入大气，并可能随降雨重新沉降到地面或水体中。这一过程已被科学实验证实：在核电站正常运行时，含氚废水经处理后排入水体，氚会通过蒸发进入大气，再通过降雨回到地表。
其他放射性核素如铯-137、锶-90等则难以蒸发。这些核素通常以溶态、悬浮颗粒或沉淀物形式存在于水中，其分子量较大、沸点远高于水，在蒸发过程中会被水体中的杂质、盐类吸附或沉淀，几乎不会进入水蒸气。例如，福岛核事故后检测发现，海水中铯-137主要通过洋流扩散，而非大气蒸发途径传播。 若核废水未经严格处理直接排放，氚的蒸发-降雨循环可能导致放射性物质在局部区域累积。虽然氚的半衰期约12.3年，辐射能量较低，但长期、大量进入生态系统仍可能对生物链造成潜在影响。而对于其他放射性核素，蒸发并非主要扩散途径，其危害更多源于水体直接污染。从实际监测数据看，核废水中的氚确实会通过蒸发进入大气并随降雨沉降，但沉降量受排放量、气象条件、距离等因素影响。例如，距离排放点越远，降雨中的氚浓度越低。而铯、锶等核素则主要通过水体迁移，不会显著通过蒸发-降雨循环扩散。
总之，核废水中的放射性物质尤其是氚确实可能通过蒸发-降雨的途径进入自然水循环，但其他重放射性核素的蒸发风险极低。这一过程的环境影响需结合具体核素种类、排放量及处理技术综合评估，不能简单以“蒸发即扩散”概括。