Die Freisetzungen von Radioaktivität in die Atmosphäre erfolgten im Wesentlichen durch:

1. die ungefilterten Druckentlastungen der Sicherheitsbehälter:
   Neben der Freisetzung von Edelgasen, die auch bei einer gefilterten Druckentlastung erfolgt wäre, führte dies zur Freisetzung hauptsächlich von leichtflüchtigen Spaltprodukten wie Jod und Cäsium.
2. Leckagen der Sicherheitsbehälter:
   Während des Unfallablaufs wurden Druck und Temperatur der Sicherheitsbehälter, für die die Sicherheitsbehälter konzipiert waren, in den Blöcken 1-3 zum Teil deutlich überschritten. Wahrscheinlich sind hierbei Leckagen aufgetreten.

Neben der Freisetzung in die Atmosphäre kam es zur Freisetzung von radioaktiven Stoffen in Wasser – hauptsächlich als Kontamination des zur Notkühlung eingespeisten Wassers. Da keine geschlossenen Kühlkreisläufe mehr existierten, haben sich große Mengen kontaminierten Wassers über Leckagen der Sicherheitsbehälter in den Gebäuden angesammelt. Anfang April 2011 kam es zum Ausfluss von stark kontaminiertem Wasser ins Meer. Außerdem ist Wasser – hauptsächlich Grundwasser – von außen in die Gebäude eingedrungen.

Durch verschiedene Maßnahmen, konnte der Zufluss von Grundwasser in die Gebäude inzwischen erheblich reduziert werden. Zu den Maßnahmen zählen:

• Abdichtung von Leckagen an Gebäuden und Gebäudedurchführungen
• Inbetriebnahme von Grundwasserdrainagebrunnen und Entwässerungsbrunnen
• Permanente Vereisung des Erdreichs rund um die Reaktorgebäude der Blöcke 1-4
• Versiegelung eines Großteils des Anlagengeländes und des Meeresbodens im Hafenbecken

Weiter konnte durch die Errichtung eines Grundwasser-Absperrbauwerks als wasserundurchlässige Barriere direkt vor der Kaimauer der Abfluss kontaminierten Wassers ins Meer reduziert werden.

Zudem ist eine Reinigungsanlage für das in die Gebäude eingedrungene kontaminierte Wasser in Betrieb. Wasser, das nach der Behandlung nicht wieder zur Kühlung in die Reaktoren eingespeist wird, wird auf dem Anlagengelände in verschiedenen Behältern zwischengelagert. Die Lagerkapazitäten mussten bisher stetig erweitert werden und sind inzwischen nahezu erschöpft.

Seit dem August 2023 wird deshalb das aufgereinigte Wasser mit Seewasser weiter verdünnt und ins Meer eingeleitet. Die in diesen Wässern bei der Abgabe noch vorhandene Konzentration an radioaktiven Stoffen liegt weit unter den gesetzlichen Grenzwerten.