据东京电力公司报告，事发时间为6时10分左右，可能是2号机组反应堆的控制压力池出现损坏。原子能安全和保安院说，2号机组的核燃料棒露出水面约2.7米，露出长度差不多是核燃料棒的一半。发生爆炸后不久，福岛第一核电站四周监测到965.5毫希的辐射，之后下降到882毫希。上述辐射数值不会立即对人体产生影响。
2号机组核反应堆冷却水的水位14日下午曾急剧下降，以致核燃料棒完全露出水面。在东京电力公司向反应堆内注入海水之后，水位于晚上9时34分恢复到燃料棒一半的位置。但在当晚11时左右，核反应堆内释放气体降压的安全阀门关闭，致使内部压力升高。冷却水位随即急剧下降，核燃料棒再次完全裸露，反应堆芯处于空烧状态。东京电力公司此前表示，2号机组附近的辐射量等级正在上升，可能是出现了堆芯部分熔毁现象。
日本东京都当地时间15日下午13时发表核辐射监测报告说，福岛第一核电站泄漏的核物质已经飘至东京，东京地区的放射线量已经超过了往常的20倍，而且继续处于上升的趋势。另外，与东京都相邻埼玉县政府也发表报告说，埼玉县的核辐射量也比平时增加了20倍。
东京都知事石原慎太郎发表谈话说，目前的这些核辐射量不会对健康构成危险。
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