佛罗里达州立大学的核物理学家坎倍尔（Kirby Kemper）表示，核反应堆完全熔解后，会释放一些较低毒性的放射性气体，包括氮-16、氚和氪。这些气体比重轻，会快速消散，对人类的危害不大。
氮-16迅速转变为稳定的氧。氪气很轻，进入大气后迅速消散。
氚气能量很低，半衰期为12年。当它衰变时，它以稳定的氦气形式存在。半衰期是指放射性物质的原子有半数发生衰变时所需要的时间。
熔解中产生的最危险的释放物质通过吸入、摄入或皮肤吸收进入人体。如果核反应堆的堆芯完全熔解，很多极度危险的放射性物质，如铀和其他重金属，将掉落到反应堆安全壳的底部，不会进入大气。而后需要专业的核危害处理工作人员对其进行清理。
更令人担忧的是一些释放出的颗粒状放射性化学物质，这些颗粒仅仅是沙粒大小的四分之一，它们包括碘-131、锶-90和铯-137。这些化学物质中的一些对人类极其危险，因为它们酷似人体天然所需的物质（如碘），并极易进入人体的组织。
美国环保局(U.S. Environmental Protection Agency)表示，只要条件合适，放射性的碘可以在空气和水中快速消散。但碘-131则不同，它的半衰期是八天，意味着它需要数月时间才会完全消失。
美国环保局称，放射性的碘可通过摄入或吸入进入人体。它可能落在草上被牛食入，并最终通过牛奶进入人体，也可能落在带叶蔬菜上或聚集到海鱼和淡水鱼体内，被人食用。
锶-90的半衰期长达29.1年。在化学性质上它与钙相似，趋于进入人的骨骼和牙齿。
锶-90主要通过食物和水进入人体，摄入锶-90会导致骨癌（骨骼附近软组织的癌症）和白血病。
核反应堆完全熔解后，会释放出另一种危险物质铯-137。铯-137的半衰期为30年。人会通过食物和水将其摄入，或类似灰尘被人吸入。与其接触，会增加癌症的患病率。
但坎倍尔说，尽管有这些危险，切尔诺贝利(Chernobyl)的一幕不太可能在日本重演。
很多新式反应堆的堆芯，包括日本核设施使用的这些，都由钢制的反应堆安全壳密封。
