軽水炉では、炉心で発生した熱を除去し熱交換器あるいは蒸気タービンへ熱を伝達し、電力に変換するために軽水を用いている。軽水は原子炉の冷却材・減速材として経済性・安全性の両面において優れているが、その一方で高温・高圧の配管系を必要とする。この高温・高圧の冷却材が循環する圧力容器や主冷却管系を圧力バウンダリーないし圧力境界といい、この管系の破損やバルブ開放により、高温・高圧の状態にある冷却材は激しい減圧沸騰をしつつ流失する。この結果、原子炉内の冷却材の量は減少し、蒸気の中に燃料集合体が露出する。制御棒の挿入や減速材を兼ねる冷却材が失われることにより、核分裂の連鎖反応は停止に向かうが、核燃料棒内の核分裂生成物が放射性崩壊によって運転時の数パーセント程度の熱を発し続ける。核燃料の温度上昇が続き、適切な冷却が行われないと、炉心溶融のような炉心の損傷や外部への放射性物質の放出にいたる場合があり、これを冷却材喪失事故という。
過去設計された原子炉は近年のそれに比べると安全機構が脆弱で、緊急時の注水には何かしらの電源があることを前提とした仕組みなどが採用されていた。しかしながら天災などによって外部電力や非常用電力などがすべて喪失してしまった場合、これらは機能しなくなってしまう。
そのため近年の原子炉ではを備える傾向にあり、非常時にたとえ外部からの制御を失っても自動で原子炉をシャットダウンできるよう設計されている。外部・非常電源の喪失に備え、原子炉の余熱によってタービンを回し冷却材の循環を図る機構や、特に最近のものでは冷却に熱対流を用いたり、冷却材の注入や制御棒の挿入に重力やガス圧を用いるなどして冷却を継続できる機構を備えるようになった。
対策.
原子炉は運転時、発生したボイド (void、蒸気の泡) に応じ、（例えば水の沸騰などによって）外部からの制御が無くとも出力を増減させうる。これは反応度係数を使って評価できる。近年の原子炉は反応度係数が負であり、すなわち水が蒸気になった途端に出力は低下する。ただし、ロシアの黒鉛減速沸騰軽水圧力管型原子炉とカナダのCANDU炉は例外である。一方、沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器の内部でボイドが発生する。
事故の段階.
炉心の健全性にかかわる深刻な事故の段階を次に挙げる。
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羊たちの沈没
概要.