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  爐心熔燬的原因可能有以下幾種:  其中最主要是核反應堆的冷卻系統發生故障或因外界因素自動停止運作,即使控制棒已插入爐內,核分裂反應產生的熱也會將累積在爐內,將水燒乾。當燃料棒所包覆的鋯錫合金(Zircaloy)因爐內溫度過高而達到兩千多度的熔點時,便可能使反應爐燃料棒中的核燃料如氧化鈾外洩出燃料棒。

  爐內的水沸騰後所形成的高溫水蒸氣與鋯錫合金接觸時,會分解出氫氣:  當氫氣無法排出而累積,與空氣混合後,則可能會發生氫氣爆炸而損壞壓力容器及圍阻體。  堆芯熔燬之後果可能是放射性物質逸出反應爐壓力槽,甚至是圍阻體。  沒有破壞圍阻體的核洩漏所發出的輻射導致的危害大多遠比核武器的小,但若圍阻體損壞,對鄰近土地的長期汙染很有可能遠超過核武器爆炸。這是因為核電廠儲存的燃料及核廢料量遠超過核子彈,而且核子彈爆炸時已經將大部分的燃料給反應掉,因此原子彈的汙染在短期內就會降低到可接受程度,而核電廠嚴重事故釋出的汙染物質,不但數量龐大,也有數萬年以上的半衰期。  另外,核洩漏雖然不一定總會引發核災害,但已是已知核能應用上的最大安全及環保隱憂。
堆芯熔燬(),又稱為核熔燬或熔燬,是核反應堆因無法及時冷卻而熔化造成的損毀。堆芯熔燬後可引發具有放射性的物質外洩,影響人類及其他生物的健康。在核電站中,堆芯熔燬穩定化系統(Core Melt Stabilization System)會用來減緩堆芯熔燬的影響,並確保核心保護殼的完整性。