La central nuclear de Fukushima tiene 6 reactores de agua ligera del tipo BWR (Boiling Water Reactor, reactor de agua en ebullición). Los reactores 1, 2 y 3 se detuvieron automáticamente cuando se produjo el terremoto, mientras que los números 4, 5 y 6 estaban parados por mantenimiento.
Según parece, a consecuencia del terremoto y del subsiguiente tsunami la planta completa se habría quedado sin energía eléctrica: los sistemas de emergencia (generadores y baterías) habrían resultado dañados por el terremoto y el tsunami.
Como consecuencia, los sistemas de refrigeración de los reactores se habrían detenido. En un reactor nuclear de tipo BWR es necesario mantener circulando agua refrigerante dentro del núcleo del reactor, que de lo contrario genera suficiente calor como para fundirse a sí mismo, lo que constituye el peor tipo de accidente nuclear.
En una fusión completa materiales altamente radiactivos pueden escapar al exterior y contaminar grandes extensiones de terreno; un reactor de este tipo puede contener hasta 140 toneladas de combustible nuclear.
En el reactor 1 de Fukushima, la pérdida de los sistemas de refrigeración provocó un descenso del nivel de agua dentro del núcleo y el consiguiente aumento de la temperatura interna y de la presión dentro del recinto del reactor.
