Главная часть реактора – его ядро – это так называемая активная зона, в которой в циркониевых тепловыделяющих элементах (твэлах, их же называют топливными стержнями) находится собственно ядерное топливо и происходит реакция ядерного распада. Для повышения уровня защиты герметичный корпус реактора заключен в еще одну герметичную оболочку из армированного бетона (контейнмент), предотвращающую распространение радиации. В результате распада каждое ядро урана или плутония превращается в два других ядра и выделяет при этом огромное количество энергии, поэтому реактор во время работы очень сильно нагревается. Высокая температура передается воде, используемой в качестве теплоносителя, вода превращается в пар, который вращает турбины, управляющие генератором, где, в свою очередь, энергия пара преобразуется в электроэнергию, поступающую на линию электропередачи. Однако в процессе реакции образуется избыточное тепло, поэтому одной из первоочередных задач обеспечения безопасности реактора является его охлаждение. Для охлаждения также используется вода – она циркулирует по реактору, отводя от него избыточное тепло, нагреваясь, попадает в охлаждающую емкость (в качестве этой емкости часто используют градирни – конструкции, выглядящие как огромные толстые бетонные трубы, их пугающими изображениями часто иллюстрируют рассуждения об ужасах загрязнения окружающей среды современной промышленностью, но на самом деле из градирен валит не едкий дым, а обычный водяной пар от охлаждающейся воды) и после охлаждения снова становится пригодной для использования. Если вода из-за какой-то внештатной ситуации перестанет циркулировать по системе охлаждения (что и произошло в Фукусиме), то она сама станет нагреваться и превращаться в пар, а значит, в реакторе будет расти давление, кроме того, под действием радиации она может начать распадаться на водород и кислород – и то и другое чревато прорывом конструкции из-за переизбытка давления. Если же, в свою очередь, активная зона реактора перестанет эффективно охлаждаться, топливные стержни могут расплавиться, сделав реактор непригодным для дальнейшего использования, а если температура еще поднимется, расплавиться может уже оболочка активной зоны контейнмента – их герметичность будет нарушена, и продукты распада с высочайшим уровнем радиоактивности могут попасть в окружающую среду, сделав ее непригодной для жизни на многие годы.