核能发展的50多年来，核电站发生了数起严重的核事故，这里主要分析几个重要的核电站安全事故：
1）美国三哩岛核电站事故
1979年3月28日凌晨4时，美国宾夕法尼亚州的三哩岛核电站第2组反应堆堆芯压力和温度骤然升高，大量放射性物质溢出。6天以后，堆芯温度才开始下降，反应堆趋于稳定。100吨铀燃料虽然没有熔化，但有60%的铀棒受到损坏，反应堆最终陷于瘫痪。事故发生后，核电站附近的居民约20万人撤离。
这次事故是由于二回路的水泵发生故障后，二回路的事故冷却系统自动投入，但因工人检修后未将事故冷却系统的阀门打开，致使这一系统自动投入后，二回路的水仍断流。当堆内温度和压力升高后，反应堆就自动停堆，卸压阀也自动打开，放出堆芯内的部分汽水混合物。同时，当反应堆内压力下降至正常时，卸压阀由于故障未能自动回座，使堆芯冷却剂继续外流，压力降至正常值以下，于是应急堆芯冷却系统自动投入，但操作人员未判明卸压阀没有回座，反而关闭了应急堆芯冷却系统，停止了向堆芯内注水。这一系列的管理和操作上的失误与设备上的故障交织在一起，使一次小的故障扩大，造成堆芯熔化的严重事故。在这次事故中，主要的工程安全设施都自动投入，同时由于反应堆的几道安全屏障的作用，事故过程中无一伤亡。在事故现场，只有3人受到了略高于半年的容许剂量的照射。核电厂附近80千米以内的公众，由于事故，平均每人受到的剂量不到一年内天然本底的百分之一，因此，三哩岛事故对环境的影响极小。
三哩岛压水堆核电站虽然发生了堆芯熔毁的严重事故，但对环境和居民没有产生明显的放射性影响。事实证明，压水堆核电站的各项安全设施是有效的。
2）切尔诺贝利核电站事故
1986年4月26日凌晨，切尔诺贝利核电站4号核反应堆发生爆炸，其厂房屋顶被炸飞、墙壁坍塌，当场死亡2人。大量的放射性物质外泄，使周围环境的放射剂量率高达2000毫西弗／小时，为允许指标的2万倍。1700多吨石墨成了熊熊大火的燃料，火灾现场温度高达2000℃以上。救援直升机向4号反应堆投放了5000吨降温和吸收放射性元素的物质，并通过�？鼗滴从Χ研拗撕翊锛该椎木嫡帧�
事故发生后，前苏联政府立即组建了国家事故调查委员会，调查事故产生的原因。认为核电站“铀-石墨大功率压力管式”反应堆设计上的缺陷是事故产生的主要原因，工作人员操作失误只是事故发生的诱因。后来前苏联核专家进一步得出的结论是，反应堆燃料棒的结构和�；は低巢缓侠硎且⑹鹿实闹苯釉�。
切尔诺贝利核事故所泄漏的放射性粉尘有70%飘落在白俄罗斯境内。事故发生初期，白俄罗斯大部分公民都受到不同程度的核辐射。据预计，切尔诺贝利核事故给白俄罗斯造成的直接经济损失在2350亿美元以上。
3）日本福岛核电站事故。
2011年3月11日日本发生地震和海啸后，紧接着福岛第一核电站出现问题。目前尚不清楚这次核事故会造成多大损失，这里的6座反应堆，有4座接连出现故障，它们在4天时间里连续发生3次爆炸，导致2个安全壳有可能破损，产生的放射性物质对继续留在那里的核电站工人和周围居民构成威胁。
日本福岛第一核电站从20世纪70年代开始运营，由6座沸水反应堆组成。从事故原因来说，福岛核事故的直接罪魁祸首显然是地震引发的海啸，因为核电站在遇到地震时会自动关闭。海啸袭击1小时后，福岛核电站的基础设施被毁，外部电力丧失，海啸又摧毁了备用柴油机发电机，而蓄电池最多只能提供8小时能量。由于不能持续冷却，反应堆堆芯和乏燃料池温度过高。为避免发生更大的核泄漏事故，不得不释放压力容器中带有放射性物质的蒸汽来减小压力。
跟三哩岛核电站一样，福岛反应堆有4道屏障用来防止核泄漏。切尔诺贝利核电站没有安全壳，一旦放射物泄漏到大气里，会对很大范围造成污染。福岛核事故暂定为5级，只对局部地区产生影响。距离福岛核电站290公里的东京，3月15日的最高辐射剂量是正常水平的23倍。
