ภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima Daiichi ในปี 2011, อุบัติเหตุนิวเคลียร์ที่เลวร้ายที่สุดในโลกตั้งแต่ปี 1986, 50,000 ครัวเรือนถูกย้ายออกไปหลังจากรังสีรั่วไหลออกมาในอากาศ, ในดินและในน้ำทะเล[157]. การตรวจสอบการกระจายของรังสีนำไปสู่การห้ามของการจัดส่งของผักและปลาบางอย่าง[158].

ดูเพิ่มเติม: การเกิดอุบัติเหตุพลังงาน, ความปลอดภัยนิวเคลียร์, อุบัติเหตุนิวเคลียร์และการกระจายรังสี, รายการของภัยพิบัติทางนิวเคลียร์และเหตุการณ์กัมมันตรังสี

อุบัติเหตุนิวเคลียร์และการกระจายรังสีที่เกิดขึ้นบางครั้งมีตวามร้ายแรง. เบนจามิน เค Sovacool ได้รายงานว่า ทั่วโลกมีอุบัติเหตุเกิดขึ้นที่โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ 99 ครั้ง[159]. ห้าสิบเจ็ดครั้งเกิดขึ้นตั้งแต่ภัยพิบัติเชอร์โนบิล, และ 57% (56 จาก 99) ของการเกิดอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียร์ทั้งหมดได้เกิดขึ้นใน USA[159][160].

อุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รวมถึงอุบัติเหตุเชอร์โนบิล (1986) ที่มีประมาณ 60 คนเสียชีวิตจากอุบัติเหตุและคาดว่าในที่สุดแล้วจะมีผู้เสียชีวิตทั้งหมดตั้งแต่ 4000 ถึง 25,000 คนจากโรคมะเร็งที่ซ่อนเร้นในภายหลัง. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิม่าไดอิจิ (2011) ยังไม่ได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตใดๆที่เกี่ยวข้องกับการกระจายของรังสีและคาดว่าในที่สุดแล้วจะมีผู้เสียชีวิตทั้งหมดตั้งแต่ 0-1000 คน, และอุบัติเหตุที่เกาะสามไมล์ไอส์แลนด์ (1979) ไม่มีผู้เสียชีวิตจากสาเหตุการเกิดโรคมะเร็งหรืออย่างอื่นจากการติดตามการศึกษาของอุบัติเหตุครั้งนี้[49]. อุบัติเหตุที่เกิดกับเรือดำน้ำขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์รวมถึงอุบัติเหตุที่เกิดกับเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K-19 (1961)[47], อุบัติเหตุที่เกิดกับเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K-27(1968)[48], อุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K- 431(1985)[49]. การวิจัยระหว่างประเทศได้ทำอย่างต่อเนื่องในการปรับปรุงด้านความปลอดภัยเช่นโรงงานที่ปลอดภัยแบบพาสซีฟ[161] และความเป็นไปได้ในการใช้งานในอนาคตของนิวเคลียร์ฟิวชัน.

ในแง่ของการสูญเสียชีวิตต่อหน่วยของพลังงานที่ผลิต, พลังงานนิวเคลียร์ได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตจากอุบัติเหตุน้อยต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้นกว่าแหล่งอื่นๆที่สำคัญของการผลิตพลังงาน. พลังงานที่ผลิตจากถ่านหิน, ปิโตรเลียม, ก๊าซธรรมชาติและไฟฟ้าพลังน้ำได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตมากกว่าต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้น, จากมลพิษทางอากาศและการเกิดอุบัติเหตุพลังงาน. สิ่งนี้จะพบได้ในการเปรียบเทียบต่อไปนี้, เมื่อมีการเสียชีวิตทันทีที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียร์จากการเกิดอุบัติเหตุเมื่อเทียบกับการเสียชีวิตทันทีจากแหล่งพลังงานอื่นๆเหล่านี้[75], เมื่อเสียชีวิตแบบแฝง, หรือที่คาดไว้, หรือทางอ้อมจากมะเร็งอันเนื่องมาจากอุบัติเหตุพลังงานนิวเคลียร์เมื่อเทียบกับการเสียชีวิตโดยทันทีจากแหล่งพลังงานดังกล่าวข้างต้น[77][78][162] และเมื่อนำผลรวมของการเสียชีวิตโดยทันทีและเสียชีวิตโดยทางอ้อมมาเปรียบเทียบระหว่างจากพลังงานนิวเคลียร์และจากเชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมด, การเสียชีวิตที่เกิดจากการทำเหมืองแร่ของทรัพยากรทางธรรมชาติที่จำเป็นในการผลิตกระแสไฟฟ้าและในการทำให้เกิดมลพิษในอากาศ[163]. ด้วยข้อมูลเหล่านี้, การใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์ได้รับการคำนวณว่าได้ป้องกันไม่ให้เกิดการเสียชีวิตจำนวนมากโดยการลดสัดส่วนของพลังงานที่อาจถูกสร้างขึ้นโดยเชื้อเพลิงฟอสซิลและคาดว่าจะยังคงทำเช่นนั้นต่อไป[164][165].

อุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ตามที่เบนจามินเค Sovacool, อยู่ในตำแหน่งอันดับแรกในแง่ของค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจที่คิดเป็นร้อยละ 41 ของความเสียหายของทรัพย์สินทั้งหมดที่เป็นผลมาจากอุบัติเหตุพลังงาน[166]. อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ที่นำเสนอในวารสารต่างประเทศ "การประเมินความเสี่ยงเชิงนิเวศน์และมนุษย์" พบว่าถ่านหิน, น้ำมัน, ก๊าซปิโตรเลียมเหลวและอุบัติเหตุน้ำมีค่าใช้จ่ายมากขึ้นกว่าการเกิดอุบัติเหตุจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์[167].

หลังจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima ที่ญี่ปุ่นในปี 2011 เจ้าหน้าที่ปิด 54 โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ของประเทศ แต่ก็มีการคาดการณ์ว่าหากญี่ปุ่นไม่เคยนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้, อุบัติเหตุและมลพิษจากโรงไฟฟ้าถ่านหินหรือก๊าซอาจจะทำให้เกิดการเสียชีวิตมากกว่านี้[168]. เมื่อปี 2013 โรงไฟฟ้าที่ Fukushima ยังคงมีกัมมันตรังสีที่สูง, ประมาณ 160,000 คนที่ถูกอพยพยังคงอาศัยอยู่ในที่อยู่อาศัยชั่วคราว, และที่ดินบางส่วนจะไม่สามารถทำฟาร์มได้นานหลายศตวรรษ. การทำความสะอาดอาจต้องใช้เวลาถึง 40 ปีหรือมากกว่านั้นและต้องใช้ค่าใช้จ่ายนับพันล้านดอลลาร์[79][80].

การอพยพโดยการบังคับให้ออกจากพื้นที่อุบัติเหตุนิวเคลียร์อาจนำไปสู่การแยกทางสังคม, ความวิตกกังวล, ความซึมเศร้า, ปัญหาสุขภาพจิตใจ, พฤติกรรมเสี่ยง, อาจถึงกับฆ่าตัวตาย. ปัญหาดังกล่าวเคยเป็นผลของภัยพิบัตินิวเคลียร์เชอร์โนบิลในปิ 1986 ในยูเครน. การศึกษาอย่างครอบคลุมในปี 2005 สรุปว่า "ผลกระทบต่อสุขภาพจิตของเชอร์โนบิลเป็นปัญหาสาธารณสุขที่ใหญ่ที่สุดที่ถูกปลดปล่อยโดยอุบัติเหตุจนถึงวันนี้"[169]. แฟรงก์ เอ็น ฟอน ฮิพเพล นักวิทยาศาสตร์ของสหรัฐ ได้แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิม่าในปี 2011 ว่า "ความกลัวของรังสีที่เป็นไอออนอาจมีผลกระทบทางจิตวิทยาในระยะยาวกับส่วนใหญ่ของประชากรในพื้นที่ปนเปื้อน"[170].