2011年3月11日，日本发生的地震引发福岛第一核电站发生核泄漏，目前日本东北部大部分地区仍处于恢复中。
福岛第一核电站所有者东京电力公司预计，大约还需要30年的时间来回收未损坏的燃料，清除重新熔化并重新固化的燃料碎片，拆卸反应堆，并处理受污染的冷却水。处理燃料碎片和受污染的水是特别棘手的问题，可能会威胁到这一时间进度。日本政府认为，四座反应堆退役的成本为8万亿日元(760亿美元)，但日本经济研究中心估计，这项恢复工程可能会花费更多。
当年的地震切断了核电站的电线，将其转移到紧急发电机后又被海啸淹没，停电导致循环冷却水的水泵无法工作。随着反应堆堆芯过热和熔化，放射性蒸汽和氢从反应堆压力容器中泄漏出来，并在其中三座建筑物的上层积累，然后爆炸，炸毁了屋顶和墙板，向附近社区喷涌出放射性尘埃。
虽然这四个反应堆很相似，但熔毁和爆炸对它们造成的损害不同。因此，需要建造四个独特的结构来支持起重机，以安全回收存储在机组上层的未损坏的燃料。据悉，移除燃料预计需要到2031年。
清除燃料碎片是一项更为艰巨的任务，目前还没有确定的完成日期。东京电力公司认为，一些碎片仍在反应堆堆芯中，一些掉到了堆芯周围的反应堆压力容器底部，还有一些烧穿了容器，落在反应堆基座的混凝土上。远程控制设备已被用来核实高污染反应堆内燃料的位置和状况。
但是，目前还没有准确把握熔化的燃料发生了什么变化。2022年，工作人员将测试一个远程操作的机械臂，以回收位于2号反应堆底部的少量燃料碎片。
另一个主要的挑战是处理在反应堆循环中被污染的水，以清除燃料碎片的余热。最初的处理除去了许多放射性元素，但没有除去氚，这是一种极难捕获的氢同位素。过去10年里，福岛第一核电站园区几乎每一个角落都储存了超过124万吨受氚污染的水，这些水填满了1000多个水箱。
氚对健康的危害不大，因为它只释放出低能量的β粒子，它也存在于海水和大气中，日本经济产业省提议可逐步将积存的水排入海洋或大气中。但邻国、环保组织和捕鱼业都强烈反对这两种选择，政府官员表示还没有做出最终决定。
美国伍兹霍尔海洋研究所海洋化学家说，处理过的水中含有的痕量钌、钴、锶和钚同位素也令人担忧。东京电力公司表示，将尽可能多地减少这类物质。
