放射性核種（→「放射性同位体」）が崩壊する時には余分なエネルギーが放射線として放出される。その大部分はいずれ熱エネルギーになるので、崩壊熱と呼ばれる。原子炉が運転されると、炉内には核分裂生成物（→「核分裂」）や放射化生成物（activation products　中性子を吸収して放射能を持った物質）が蓄積し続け、制御できないエネルギーを放出する。軽水炉を長期間定格出力で運転した場合、熱出力の7％分は崩壊熱からの寄与である。冷却材喪失事故時に、仮に原子炉自体が停止したとしても、崩壊熱はとめることができないため、非常時の冷却系が機能しなければ、炉心溶融事故（core melt accident）に至る。2011年3月に発生した福島第一原子力発電所事故では、電源喪失による冷却材喪失で燃料の崩壊熱によって温度が上昇。燃料棒の被覆菅に用いられるジルコニウム合金が高温となって水と反応し、大量の水素が発生。1、 3、4号機で水素爆発が起こり、建屋を半壊させた。