Beim radioaktiven Zerfall ändert sich der Aufbau eines Atomkerns . Entweder verändert sich die Anzahl der Protonen (Elementumwandlung), der Neutronen (Isotopumwandlung) oder der Protonen und Neutronen gleichzeitig. Der (aus dem ursprünglichen Atomkern hervorgehende) Tochterkern kann völlig andere physikalische und chemische Eigenschaften besitzen. Er wird auch als Folgekern bezeichnet. Beim Betazerfall des Tritiums (³H, T) entsteht zum Beispiel der Folgekern ³HE (Helium).

Ein Forschungsreaktor ist ein Kernreaktor, der für wissenschaftliche Forschung verwendet wird. Bei manchen Reaktoren werden neue Reaktorkomponenten für die Nuklearindustrie getestet. Viele Anlagen stehen der Grundlagenforschung zur Verfügung. Der Reaktor ist eine günstige Quelle für Neutronen , mit denen neuartige Materialien, chemische Prozessabläufe oder Moleküle der Biologie untersucht werden können (Neutronenradiographie). Die Erforschung der fundamentalen Kräfte in der Natur beschäftigt Physikerinnen bei Experimenten über die Eigenschaften von Neutronen oder über die Wechselwirkung von Neutronen mit anderen Teilchen.

Fukushima ist eine Stadt an der Ostküste Japans zirka 200 Kilometer nördlich von Tokyo. Am 11. März 2011 ereignete sich im nahe der Stadt gelegenen KKW Fukushima Dai-Ichi, nach einer durch ein Erdbeben ausgelösten Flutwelle, ein Unfall der Stärke 7 nach INES . Zum Zeitpunkt des katastrophalen Unfalls befanden sich sechs Siedewasserreaktoren unterschiedlichen Baudatums und Typs in Betrieb.

Vom Unfall betroffen ist Block 1 (439 MW, Fertigstellung 1970, BRW/3, Kernschmelze eingetreten), Block 2 (760 MW, Fertigstellung 1973, BRW/4, Kernschmelze eingetreten), Block 3 (760 MW, Fertigstellung 1974, BRW/4, Kernschmelze eingetreten) und Block 4 (760 MW, Fertigstellung 1974, BRW/4, zum Zeitpunkt der Katastrophe mit entladenem Kern, es kommt zur Freilegung der Brennstäbe im Lagerbecken). Die Blöcke 5 und 6 können nach mehreren Tagen in einen stabilen Zustand gebracht werden.

Im Verlauf des Unfalls werden radioaktive Stoffe in der Größenordnung des Unfalls in Tschernobyl freigesetzt. Die Freisetzung in die Luft erfolgt im Wesentlichen im Laufe der ersten Woche des Unfalls. Für Japan günstige Windbedingungen treiben einen Großteil der radioaktiven Freisetzung auf den Pazifik, trotzdem ist die Evakuierung von etwa 100.000 Menschen, in einer Zone von 20 Kilometer um das Kraftwerk, notwendig. Das Gebiet wird im April 2011 zur Sperrzone erklärt. Ab dem 17. März 2011 ist ¹³¹Iod und ¹³⁷Cs , das aus dem havarierten Kraftwerk stammt, in Österreich nachweisbar. Die Konzentration erreicht Ende März 2012 ihr Maximum (etwa 0,0014 Bq/Nm³ bei ¹³¹I und 0,0006 Bq/Nm³ bei ¹³⁷Cs) und fällt bis Mitte Mai wieder unter die Nachweisgrenze. Die Freisetzung ins Meer aus den zerstörten Reaktorblöcken dauert über mehrere Monate an und führte zu einer Verseuchung einer Zone von mehreren Dutzend Kilometern um den Kraftwerksstandort. Bei Fischen an der Küste der Vereinigten Staaten von Amerika wird in der Folge etwa eine, um einen Faktor zehn, erhöhte Cäsiumkonzentration festgestellt. 

Da die Strahlungswerte in den vier zerstörten Reaktoren teilweise sehr hohe - mit einem Aufenthalt von Menschen unvereinbare - Werte aufweisen, ist die Umsetzung von Maßnahmen an den Reaktoren schwierig. Die Stabilisierung der Ruinen der Reaktorblöcke 1 bia 4, dürfte aus diesen Gründen noch mehrere Jahrzehnte andauern. Die verseuchten Gebiete an Land und im Meer werden für Jahrhunderte unbenutzbar und auf Zehntausende Jahre belastet sein.