炉心にはおよそ100tのウランがセラミック（瀬戸物）に焼き固められて存在している。原子炉運転時には、そのウランが核分裂反応を起こして、エネルギーを生む。しかし、原子炉が停止したとしても炉心の中にはそれまでの核分裂反応で生成された核分裂生成物が蓄積しており、それが崩壊熱を出す。ウランセラミックは約2800℃にならないと溶けないが、崩壊熱を除去できなければ、炉心が溶けることは避けられない。炉心が溶融して固まりになって溶け落ちることをメルトダウンと呼ぶ。メルトダウンしたウランセラミックは原子炉圧力容器の底に落ちるが、圧力容器は鋼鉄でできており、約1500℃になれば溶けてしまう。さらに沸騰水型炉（BWR）の場合、圧力容器底部には制御棒駆動機構など数百本の細いパイプが貫通しており、溶融したウランセラミックによってたやすく破壊され、溶融した炉心は圧力容器から流れ出してしまう。その状態をメルトスルーと呼ぶ。