核燃料棒的包殼中有一種叫鋯的金屬元素。因為金屬鋯對熱中子的吸收率低，且金屬材料能有效防止反應堆放射性裂變產物向外逸出，所以將其作為核燃料包殼和結構材料。用核燃料發(fā)電，每100萬千瓦的發(fā)電能力，一年就要消耗掉20到25噸金屬鋯。
反應堆喪失冷卻事故的后期階段，核燃料棒束未被冷卻液浸沒而處于裸露狀態(tài)，堆芯溫度升高，鋯在高溫下，會與水蒸汽發(fā)生鋯水反應，將水分解為氫和氧，于是產生了大量的氫氣，同時伴隨著放熱。但反應堆都會設計和安裝排氫系統(tǒng)，以避免爆炸的產生。
地震和海嘯后，日本福島核電站核反應堆的排氫系統(tǒng)已經沒有電力供應或已經在地震中損毀，所以沒有正常工作，于是最終引發(fā)了氫氣爆炸。但也有可能部分氫氣來自核電站汽輪機氫冷系統(tǒng)(大型電機空冷或水冷都不能滿足需求，只能用氫冷)的泄露。不過那些氫氣的量較少，且遠離核反應堆。
