Fukushima Dai-ichi elektrinėje pastatyti ir eksploatuojami šeši General Electric suprojektuoti verdančio vandens tipo šiluminių neutronų korpusiniai reaktoriai (angl. BWR – Boiling Water Reactor). BWR tipo reaktoriuose neutronų lėtiklis yra lengvasis vanduo, o kuras – silpnai įsodrinto urano dioksidas arba MOX (urano ir plutonio oksido) kuras. Šiuose reaktoriuose yra vienas aušinimo kontūras, kuriame šilumnešis (vanduo) tekėdamas per aktyviąją zoną užverda ir susidaręs garas pagrindinėmis garo linijomis nukreipiamas į turbinas. Iš turbinų šilumnešis keliauja į kondensatorius, kuriuose kondensuojasi ir siurblių nukreipiamas atgal į aktyviąją zoną. Reaktoriaus slėginis indas (korpusas) yra patalpintas pirminiame apsauginiame gaubte, kuris yra iš metalo ir betono sudaryta konstrukcija, skirta sulaikyti radionuklidus ir neleisti jiems patekti į aplinką. Atsiradus šilumnešio nuotėkiui iš reaktoriaus indo (korpuso) ar su juo susijusių vamzdynų jis lokalizuojamas pirminiame apsauginiame gaubte, o jeigu jame slėgis padidėja, tai garas patenka į slėgio sumažinimo kameras, kur jis kondensuojamas vandens baseinuose. Antriniame apsauginiame gaubte, sudarytame iš gelžbetonio konstrukcijų, yra likusios reaktoriaus sistemos ir panaudoto branduolinio kuro baseinas.
2011 m. kovo 11 d. 7.46 Lietuvos laiku įvyko didžiausias Japonijos istorijoje fiksuotas 9.0 balų momentinės magnitudės Tōhoku žemės drebėjimas, kuris taip pat sukėlė cunamį. Visi branduoliniai reaktoriai, esantys netoliese nuo žemės drebėjimo epicentro, buvo automatiškai sustabdyti, tai yra buvo nutraukta grandininė branduolinio dalijimosi reakcija. Sustabdžius reaktorių, jo aktyviojoje zonoje skiriasi likutinė šiluma, nulemta radioaktyviojo skilimo, kuri privalo būti šalinama iš aktyviosios zonos, siekiant išvengti jos komponentų perkaitimo. Įprastai iš karto po reaktoriaus sustabdymo likutinė šiluma sudaro apie keletą procentų visos šiluminės veikiančio reaktoriaus galios ir mažiau nei 0,5 % reaktoriaus šiluminės galios praėjus savaitei po reaktoriaus sustabdymo. Fukushima Dai-ichi elektrinės reaktoriuose šiluma pašalinama vykdant šilumnešio cirkuliaciją per aktyviąją zoną ir šilumokaičiu šilumą perduodant galutiniam šilumos sugėrikliui – jūros vandeniui. Šiam procesui palaikyti yra būtinas elektros energijos šaltinis.
Išorinis elektros energijos tiekimas į Fukushima Dai-ichi branduolinę elektrinę nutrūko iš karto po žemės drebėjimo. Nutrūkus išoriniam elektros energijos tiekimui, Fukushima Dai-ichi elektrinės energijos blokų reaktoriai buvo aušinami naudojant automatiškai pradėjusių veikti branduolinėje elektrinėje esančių dyzelinių generatorių tiekiamą elektros energiją. Dyzeliniai generatoriai nustojo veikę (skirtingais duomenimis) po 15 min-1 val., nes buvo sugadinti cunamio.
Po dyzelinių generatorių sustojimo reaktoriuose yra numatytos priemonės vandens cirkuliacijos palaikymui reaktorių sistemose keletą valandų. Per šį laiką neatkūrus elektros energijos tiekimo reaktorių aušinimo sistemoms, reaktorių korpusuose pradėjo kilti temperatūra ir slėgis. Siekiant mažinti slėgį, iš reaktorių aušinimo kontūrų garas buvo išleidžiamas į pirminiame reaktoriaus apsauginiame gaubte esančias slėgio mažinimo kameras. Tai sukėlė slėgio didėjimą pirminiame apsauginiame gaubte. Kylant slėgiui, branduolinės elektrinės operatoriai dalį jame susikaupusių dujų kontroliuojamai (per specialius filtrus) išleido į antrinį apsauginį gaubtą. Dalį šių dujų sudarė vandenilis, kuris susidaro esant tam tikrai temperatūrai šilumnešiui (vandeniui) chemiškai reaguojant su iš cirkonio lydinio pagamintais kuro elementų vamzdeliais. Į antrinį apsauginį gaubtą išleistas ir ten susikaupęs vandenilis sprogo (pirmajame reaktoriuje kovo 12 dieną 8:36 (Lietuvos laiku), trečiajame reaktoriuje kovo 14 dieną 4:01 (Lietuvos laiku)). Šie sprogimai apgadino minėtų reaktorių pastatus. Įtariamas vandenilio sprogimas antrojo reaktoriaus pirminiame apsauginiame gaubte įvyko kovo 14 dieną 23:10 (Lietuvos laiku).
Fukushima Dai-ichi elektrinės 1, 2 ir 3 energijos blokų reaktoriai aušinami į juos purškiant boruotą vandenyno vandenį naudojantis gaisro gesinimo sistemomis. 3 energijos bloko pirminis apsauginis gaubtas aušinamas ant jo purškiant vandenį, kovo 17 dieną tam buvo naudojami sraigtasparniai su specialiomis vandens talpomis, vėliau – ugniagesių technika.
Ketvirtasis reaktorius buvo 2010 m. lapkričio 30 dieną sustabdytas techninei priežiūrai, o branduolinis kuras iš reaktoriaus buvo iškrautas į panaudoto branduolinio kuro baseiną. Panaudoto branduolinio kuro baseinai yra antrinio apsauginio gaubto patalpose.
Panaudoto branduolinio kuro baseinuose laikomas branduolinis kuras išskiria likutinę šilumą, kuri vėl gi turi būti šalinama siekiant išvengti branduolinio kuro perkaitimo. Nesant elektros energijos šaltinio, užtikrinančio aušinimo vandens cirkuliaciją, po žemės drebėjimo ketvirtojo energijos bloko panaudoto branduolinio kuro baseino aušinimas nutrūko, ir dėl to aušinančio vandens temperatūra jame pradėjo kilti. Kovo 15 dieną, 2:38 ir kovo 15 dieną 22:45 ketvirtojo energijos bloko panaudoto branduolinio kuro baseinuose kilo du gaisrai, kurie buvo sėkmingai užgesinti. Į antrojo ir trečiojo energijos blokų baseinus vanduo nuo kovo 20 dienos purškiamas naudojantis ugniagesių technika. Apie baseinuose esančio panaudoto branduolinio kuro būklę oficialios informacijos nepateikiama.
5 ir 6 Fukushima Dai-ichi elektrinė energijos blokų reaktoriai buvo sustabdyti techninei priežiūrai (2011 m. sausio 3 d. ir 2010 m. rugpjūčio 14 d.). Dalis jų kuro iškrauta į panaudoto branduolinio kuro baseinus. Šių energijos blokų panaudoto branduolinio kuro baseinų aušinimas taip pat buvo sutrikęs ir temperatūra juose buvo viršijusi nustatytas ribas. Tačiau kovo 19 d. suremontavus dyzelinius generatorius ir atkūrus elektros energijos tiekimą 5 ir 6 energijos blokams, temperatūra nukrito.
Fukushima Dai-ni elektrinėje iškart po žemės drebėjimo ir jo nulemto cunamio buvo taip pat sutrikęs reaktorių aušinimas, elektros energijos tiekimas į juos buvo atkurtas ir šiuo metu visi reaktoriai yra saugiai sustabdyti ir atvėsinti.
Šiuo metu visų Fukushima Dai-ichi energijos blokų būklė stebima, imamasi priemonių atkurti elektros energijos tiekimą į 1-4 energijos blokus, jų reaktoriai aušinami pagal galimybes, radiologinė situacija stebima tiek AE aikštelėje, tiek visoje Japonijoje.
