Ydinvoiman sulaminen on ydinvoimalaitoksen pahin mahdollinen skenaario, joka aiheuttaa laajalle levinnyttä tappavaa säteilyä ympäristöön, joka voi levitä satojen kilometrien päähän ja vaikuttaa sekä luontoon että ihmisiin. Säteilyä ei voi nähdä, haistaa tai maistaa, ja altistuminen voi johtaa vakaviin sivuvaikutuksiin, kuten hiustenlähtöön, ihorakkuloihin, kasvaimiin ja syöpään, ja jos annos on tarpeeksi suuri, kuolemaan. Vuodesta 1952 lähtien sekä kaupallisissa, sotilaallisissa että kokeellisissa reaktoreissa on tapahtunut neljätoista eriasteista sulamista. Kolme tuhoisinta sulamisonnettomuutta ovat Three Mile Island vuonna 1979, Tšernobyl vuonna 1986 ja Fukushima Daiichi vuonna 2011. On tärkeää muistaa, että ydinvoiman sulaminen ei ole yksittäinen traaginen tapahtuma, kuten usein tapahtuu luonnonkatastrofien yhteydessä. Sulamisen vaikutukset voivat kestää satoja vuosia, kun säteily hajoaa hitaasti.
Mikä oikeastaan aiheuttaa sulamisen? Sulaminen tapahtuu reaktorissa, kun polttoainetta ei jäähdytetä riittävästi. Polttoainesauvat pidetään veden alla veden alla, jolloin vesi toimii jäähdytysaineena. Jos fissioreaktiosta syntyvä lämpö on niin suuri, että suurin osa vedestä kiehuu pois ja polttoainesauvat altistuvat ilmalle. Sauvoissa olevat uraanipelletit kuumenevat nopeasti niin kuumiksi, että ne saavuttavat sulamispisteensä ja palavat polttoainesauvojen zirkoniumkotelon ja suojakammion lattian läpi aiheuttaen laajamittaisen säteilyn vapautumisen.