האסון הגרעיני בפוקושימה
כור יחידה 1 > תקלות קירור ופליטה רדיואקטיבית ראשונה

ב-11 במרץ 2011, בשעה 14:46 זמן יפן (UTC+9:00) התבצעה סגירת חירום אוטומטית מוצלחת של פעולת הכור (SCRAM), מיד עם התרחשות רעידת האדמה. זאת אף שעובדים אשר פונו מן המפעל דיווחו על רעידה עזה ביותר ופריצות בצנרת בתוך בניין הכור. בשעה 15:37 הפסיקה אספקת הכוח מן הגנרטורים לשעת חירום, בעקבות נזקי הצונאמי, ומקור הכוח הנותר היה סוללות לשעת חירום אשר הפעילו רק את מערכות הניטור והבקרה. מאוחר יותר התברר כי אף הסוללות בכור מס' 1 ניזוקו ולא סיפקו כוח לאחר הצונאמי. בשעה 15:42 הכריזה חברת החשמל של טוקיו על "מצב חירום גרעיני" ליחידות 1 ו-2 כיוון שלא ניתן היה לוודא כי מי קירור מוזרקים לליבת הכור באמצעות מערכות החירום. התראה זו בוטלה באופן זמני לאחר שהתקבלו נתונים על רמת המים ליחידה 1, אולם היא חודשה בשעה 17:07. לצורך הפחתת לחץ הקיטור בליבה, שוחרר קיטור ממערכת הקירור הפנימית, אל מערכת הקירור המשנית, אשר היה יכול להיות רדיואקטיבי.
לאחר שאבדה אספקת החשמל וסגירת הכור, הקירור הראשוני של יחידה 1 נעשה באמצעות מערכת מעבה הבידוד. כ-10 דקות לאחר רעידת האדמה, הפסיקו מפעילי הכור את פעולת שני מעבי הבידוד של יחידה 1, ובמקומם בחרו להפעיל את מערכות הזרקת נוזל קירור בלחץ גבוה בשעה 15:07. מערכת קירור זו הפסיקה לפעול בשעה 15:37 לאחר שנותקה אליה אספקת הזרם בגל הצונאמי.
במשך זמן רב לאחר הצונאמי (למעלה מחצי שעה), לא הצליחו המפעילים להפעיל מחדש את מעבי הבידוד. לאחר מכן החלו מעבדי הבידוד לפעול בהפסקות, מסיבות לא ידועות. מעבים אלה תוכננו כך שיוכלו לקרר את ליבת הכור במשך 8 שעות לפחות, ואין מידע עד כמה היו יעילים בכך. לאחר פרק זמן זה היה צורך להזרים מים ממקור חיצוני אל תוך מכלי המעבים, אשר אינם נתונים בלחץ. על פי תוכניות הכור על המעבים היה להוציא את החום הנצבר בליבת הכור אל האטמוספירה, אולם לאור הפעולה המוגבלת של מעבים אלה, המערכת לא הצליחה להתגבר על החום שנצבר בליבת הכור.
בחצות הלילה הראשון שלאחר רעידת האדמה החלו יורדות רמות המים בליבת הכור וחברת החשמל הזהירה מפני אפשרות שחומרים רדיואקטיביים ישתחררו אל הסביבה. בשעות המוקדמות של 12 במרץ דיווחה חברת החשמל על עלייה ברמות הקרינה בבניין הטורבינות של כור מס' 1, וכי היא שוקלת שחרור חלק מלחץ הקיטור הגובר אל האטמוספירה, תוך שחרור חומרים רדיואקטיביים לסביבה. מאוחר יותר באותו היום הכריז מזכיר ממשלת יפן, יוקיו אדנו, כי כמות הקרינה הפוטנציאלית כתוצאה מפעולה זו תהיה קטנה וכי הרוחות באזור ישאו את הזיהום אל הים. בשעה 02:00 הגיע הלחץ בתוך ליבת הכור ל-87 PSI, גבוה בהרבה מלחץ העבודה הרגיל. החל משעת חצות ועד לשעה 11:00, ב-12 במרץ, הפסיקו המעבים בפעולתם, ובשלב זה החלה חברת החשמל בניסיון להפחית את הלחץ באמצעות הזרקת מים. אחד העובדים ששהה אותה עת בכור מספר 1 ספג קרינה בכמות של 106 סיוורט ונשלח לבית חולים להערכת מצבו.
עליית החום בליבת הכור הובילה לעליית הלחץ. אספקת חשמל הייתה דרושה גם להפעלת משאבות מי הקירור ולצורך הפעלת מניפות אוורור להזרמת אוויר דרך מקרנים בתוך הכור. יש הכרח לשחרר גזים מן הכור אם הלחץ הפנימי עולה לרמות גבוהות מדי, זאת כדי להוריד את הטמפרטורה בעת שמים רותחים, אולם בעת השחרור אף נפלטים אדי מים שאותם יש להחליף. אם לא נגרם נזק למוטות הדלק, אזי המים בתוך ליבת הכור יהיה רדיואקטיביים אך במעט.
במסיבת עיתונאים שהתקיימה בשעה 07:00, למחרת רעידת האדמה, הודיעה חברת החשמל של טוקיו כי "מדידות שנעשו על ידי רכב ניטור, במטרה לאתר חומרים רדיואקטיביים (יוד וחומרים אחרים), הצביעו על עלייה בערכים לעומת ערכים רגילים. אף באחת מתחנות המדידה הקבועות נמצאו ערכים גבוהים מן הרגיל." בשער הראשי של תחנת הכוח נמדדה ב-12 במרץ, בשעה 04:00 קרינה בשיעור 69 גריי, בעוד ש-40 דקות מאוחר יותר נמדדה באותו מקום קרינה בשיעור 866 גריי. בשעה 10:30 הגיעה הקרינה לשיא של 3855 גריי. בשעה 13:30 גילו עובדי התחנה חומרים רדיואקטיביים: צסיום-137 ויוד-131 סמוך לכור מספר 1. ממצא זה העיד על נזק למוטות הדלק בכור. מפלס המים בליבת הכור היה כה נמוך עד כי חלקים ממוטות הדלק הגרעיני נחשפו וככל הנראה החלו להינמס. רמות הקרינה סביב יחידת הכור מספר 1 היו מעל למותר על פי התקנות. ב-14 במרץ המשיכו רמות הקרינה במתחם הכור לעלות וב-16 במרץ הגיעו לרמה של 10.850 סיוורט לשעה.