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Nach einem der stärksten Seebeben der jüngeren Geschichte trifft am 11. März 2011 eine 15 Meter hohe Flutwelle das am östlichen Meeresufer Japans gelegene Atomkraftwerk Fukushima Daiichi mit sechs Reaktorblöcken. Die Blöcke 4 bis 6 sind wegen Wartungsarbeiten außer Betrieb, die Blöcke 1 bis 3 waren sofort nach dem Beben ordnungsgemäß abgeschaltet worden; die Anlage läuft wegen Totalausfalls der Stromversorgung mit Notstrombetrieb zur Kühlung der Nachzerfallswärme. Die Flutwelle zerstört 12 der 13 Generatoren und die Wärmetauscher, die Notbatterien liefern nur noch für wenige Stunden Strom. In der Folge kommt es trotz verzweifelter Bemühungen des Bedienungspersonals in allen drei Reaktoren zu Kernschmelzen und teilweiser Zerstörung der Betriebsgebäude durch Wasserstoffexplosionen. Auch das Gebäude im Block 4 wird durch eine Explosion schwer beschädigt, nachdem es nicht mehr gelingt, das Abklingbecken zu kühlen. Noch Schlimmeres verhindert der entgegen den Anweisungen der Zentrale gefällte Entscheid des leitenden Ingenieurs, mit Meerwasser zu kühlen, was eine Wiederinbetriebnahme der Anlage ausschließt. 150 000 Menschen werden evakuiert. Erst mit einiger Verzögerung wird der Unfall mit der höchsten INES-Stufe sieben (katastrophaler Unfall) eingestuft. Als eigentliche Ursache der Katastrophe gilt die mangelnde Katastrophenvorsorge. So war die Anlage nur gegen maximal fünf Meter hohe Flutwellen geschützt, und die zur Notstromversorgung elementaren Generatoren und Batterien befanden sich teilweise in den zuerst gefluteten Kellerräumen der Anlage. Diese Mängel waren den teils personell eng verbandelten Behörden und der Betreiberfirma Tepco bekannt. Dennoch war die Betriebsbewilligung der eigentlich stillzulegenden ältesten zwei Blöcke aus den Jahren 1970 und 1973 noch kurz vor der Katastrophe verlängert worden.

Nach dem Abschalten eines atomaren Reaktors wird zwar die Kernspaltung unterbunden, aber der radioaktive Zerfall der bei der Kernspaltung entstandenen Spaltprodukte dauert an. Nach einer Stunde macht dies noch etwa ein Prozent der thermischen Leistung des Reaktors aus. Im Falle des Schweizer Atomkraftwerks Mühleberg sind das 36 Megawatt, und auch nach zehn Tagen hat die sogenannte Nachzerfallswärme noch eine Leistung von über 7 Megawatt. Das entspricht 3600 Heizlüftern mit einer Leistung von 2 Kilowatt – die in einem Raum von der Größe eines Schlafzimmers aufgestellt sind. Knapp zehn Tonnen Wasser verdampfen bei dieser Leistung – pro Stunde. Dieses Kühlmittel muss deshalb auch nach dem Abschalten noch für längere Zeit kontinuierlich dem Reaktorkern zugeführt werden. Wird diese Kühlung unterbrochen, droht die Kernschmelze. Ist sämtliches Kühlwasser verdampft, beginnen sich die Brennelemente sehr schnell aufzuheizen. Nach einigen Stunden schmilzt der Brennstoff, der Reaktorkern ist zerstört. Dabei kann hochradioaktives Material entweichen und Mensch und Umwelt gefährden. Ein solcher Unfall wird als Super-GAU bezeichnet.