2011年3月11日，日本东北部和关东首都圈发生里氏9级强震并引发海啸，日本福岛第一核电站发生放射性物质泄漏事故。2011年3月18日，日本经济产业省原子能安全和保安院将日本福岛第一核电站核泄漏事故等级从4级提高为5级。具体而言，福岛第一核电站1号、2号和3号机组的核泄漏等级为5级，4号机组的核泄漏等级为3级。这是日本迄今最为严重的核泄漏事故。但2011年3月18日法国一些核专家对愈演愈烈的福岛核电站泄漏事故持悲观态度，认为日本福岛第一核电站核泄漏事故至少应该是6级，甚至说如果核泄漏的发展势头不能在48小时内得到控制日本福岛将重演1986年切尔诺贝利核事故的惨剧。
2011年3月16日，法国核安全局副主任奥利维耶·古普塔认为，日本福岛第一核电站始建于20世纪60年代末，设计时并未将反应堆堆芯熔化的风险考虑在内，因此在遭遇强震和海啸后，1号、2号和3号机组都出现了险情。
历史上，1957年10月10日，英国英格兰西北部的温德斯凯尔（现改名塞拉菲尔德）核电站的一座反应堆起火，释放出放射性云雾。核电站附近的农场产品被禁售一个月，数十人因遭受核辐射而罹患癌症死亡。
历史上，1979年3月28日，美国宾夕法尼亚州三里岛核电站制冷系统出现故障，致使核反应堆部分熔化，导致大量放射性物质泄漏，最终造成美国最严重的一次核泄漏事故，至少15万居民被迫撤离。美国三里岛核事故属于5级。
历史上，1986年苏联切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸，导致8吨放射性物质泄漏，直接污染核电站周围6万多平方公里的土地，320多万人受到辐射。苏联切尔诺贝利核事故被定义为最严重的7级。
历史上，1993年4月6日，俄罗斯西伯利亚托姆斯克市附近的托姆斯克化工厂的一个装满放射性溶液的容器发生爆炸，释放出大量的放射性气体，泄漏的放射性物质污染面积达1000公顷并引起大火，附近的几个村庄被迫整体迁移。
历史上，1999年9月30日，日本茨城县东海村一家核燃料制造厂发生核物质泄漏事故，造成两名工人死亡，数十人遭到不同程度辐射，30多万当地居民在屋内避难。
历史上，2004年8月9日，日本关西电力公司位于日本东京以西约350公里处的反应堆发生涡轮机房内蒸气泄漏事故，导致4人死亡、7人受伤。
核能被视为高效、清洁的能源。1954年苏联建成世界第一座核电站后，如今全世界有15％的电力依靠核能提供。然而，核能在提供能源的同时，核电站事故、放射物质泄漏等灾难性事故时有发生。以往的核事故多由人为过失引起，日本福岛核电站主要是地震肇祸，这也是世界核能发电史上首次有核电站在地震、海啸中严重受创。对于日本福岛核电站泄漏事故，相关各方有不同的应对策略：
日本通过灌注海水、排气降压等措施，为日本福岛第一核电站机组降温，但造成各机组爆炸频发，发生反应堆燃料熔毁，向外界泄漏放射性物质，其中1号机组反应堆的放射性物质更是严重超标。日本至今已疏散约59万民众。日本东京电力公司常务董事小森明生表示，不排除使用混凝土封存反应堆从而废弃第一核电站的办法，但现阶段的最主要任务仍是帮助反应堆降温。正在日本新潟的日本新华侨报总编辑蒋丰2011年3月16日认为，针对核泄漏问题，日本政府没有拿出一个比较完善的解决方案。
2011年3月17日，俄罗斯物理和动力工程研究所核专家根纳季·普沙金建议，日本与其派直升机洒水以期降低反应堆温度，不如先集中精力恢复日本福岛第一核电站的电力供应。
日本福岛第一核电站受损后，美国政府立即提出，愿意提供核反应堆冷却的相关技术援助，前提是日方废弃反应堆。但日本政府和东京电力公司认为，反应堆冷却系统存在修复可能，以“为时尚早”等理由，回绝美方提议。日本政府和民主党内部一些人说，如果当时接受美方提议，现阶段的严重事态应该可以避免。
实际上，对于核泄漏等核事故，一国应建立相应的核安全（产业）预警与应对机制：
第一，核设施的经常性全面安全检查。通过全面细致的安全评估，切实排查安全隐患。2011年3月15日，德国总理默克尔在德国柏林宣布，德国将暂时关闭1980年以前投入运营的7座核电站，同时对所有核电站进行安全检查。
第二，核设施的安全管理。核设施所在单位要健全制度，严格操作规程，加强运行管
理。监管部门要加强监督检查，指导企业及时发现和消除隐患。2011年3月15日，欧盟委员会负责能源事务的委员奥廷格表示，为吸取日本核电站事故的教训，欧盟成员国将对核电站进行全面的“压力测试”，检查核电站是否能应对地震、海啸、恐怖袭击、电力供应中断等突发威胁。
第三，要用最先进的标准对所有核电站和即将建设的核电站进行安全评估。有曾参与日本福岛反应堆设计的美国专家称，35年前即1976年已察觉到日本福岛核电站并无应对重大事故配套措施；“维基解密”公开的美国外交电文指出，国际原子能机构两年前即2009年已警告，过去35年来，日本核电厂安全规则仅更新3次，已经过时，无法承受强震冲击。事实上，日本福岛第一核电站6座反应堆由日本东芝和美国通用电气建造，美国通用退休工程师布里登博说，当年通用和日方拒绝关闭核电站，所以他决定离开设计团队。据美国通用退休工程师布里登博所知，日本福岛第一核电站存在安全隐患，修复将花费不菲。事实上，1972年美国原子能委员会专家就曾建议全面停用反应堆，因为一旦燃料棒过热，安全壳容易爆裂，造成辐射泄漏，且几率高达9成，但核能业界声称仅1成。有关专家称，这次核事故证明当年的研究成果正确。
西安交通大学核能系教授、中国反应堆热工流体专业委员会副主任委员秋正穗认为，核电厂应急救援措施在设计时应该考虑得十分周全，一般有20%到30%的设施建设完毕之后可能60年都不会使用，这部分设施是专门用来应对可能出现的灾害的，一般要达到抗8级地震标准。这次日本核电站发动机组失灵可能是因为地震级数实在是太大所致，具体原因还有待查证。因此，对于核电站的防震级数设计应该达到9级甚至更高。
第四，核事故发生后，应建立相应的防辐射衣食住行体系：2011年3月13日，在日本福岛县郡山市，医务人员在头戴防毒面罩的军人监督下使用盖格计数器检查民众是否遭辐射影响，身着防护服的工作人员将一名疑似受到辐射影响的患者用毯子包裹送入救护车；2011年3月13日下午，身穿生化防辐射服的救援人员进入日本福岛县二本松市，对避难所的民众进行核辐射超标监测，并用防核专用袋收集带走了显示辐射异常的衣物；日本福岛核电站周围检测到的放射性物质包括碘131和铯137，碘131一旦被人体吸入可能会引发甲状腺疾病包括甲状腺癌，铯137会造成造血系统和神经系统损伤；日本政府已向核电站附近居民发放防止碘131辐射的药物——碘片，服用碘片可防止人体吸收放射性碘，降低辐射伤害；日本媒体建议发生核事故的核电站周边民众避免外出，外出时用面罩或湿毛巾护住面部。
第五，核事故发生后，加强核辐射环境监控。2011年3月16日，美国能源部长朱棣文表示，美国将在日本部署地面辐射监控装置，帮助其监测到达地面的核辐射水平。
第六，组件一支核事件紧急反应团队，设计并制造防核放射防灾机器人。自2011年3月11日日本大地震发生以来，一个核事件紧急反应团队一直在韩国各地监测核辐射水平。2011年3月13日，日本文部科学省宣布，防灾机器人被运送前往日本福岛县第一和第二核电站周边，将在人员不宜靠近的放射性物质含量极高的场所从事救灾。
