Als „Kernschmelze“ wird der Super-GAU (GAU = „Größtmöglicher Anzunehmender Unfall“) innerhalb eines Kernkraftwerkes bzw. Kernreaktors bezeichnet. Bei einer Kernschmelze kommt es zu einer übermäßigen Erhitzung der Brennstäbe in einem Kernreaktor, die die Brennstäbe schmelzen lässt. Der für die Regelung der Reaktionen in einem Kernkraftwerk zuständige Moderator kann dann nicht mehr richtig arbeiten und es kommt zu einer unkontrolliert verlaufenden Kettenreaktion.

Eine Kernschmelze tritt dann auf, wenn sämtliche Kühlungs- und Sicherungssysteme in einem Kernkraftwerk in kurzer Zeit nacheinander oder gleichzeitig ausfallen. Eine Kernschmelze ist ein gefährlicher Unfall bzw. die gefährlichste Störung innerhalb eines Kernreaktors. Im schlimmsten Fall gelangt durch eine Kernschmelze unkontrolliert hochradioaktives Material in die Umgebung des Kernkraftwerkes bzw. in die Umwelt. Durch eine Kernschmelze kann somit ein großflächiges Gebiet dauerhaft radioaktiv verstrahlt werden. Eine solche Verstrahlung führt bei Menschen, Tieren und Pflanzen zu schwerwiegenden Schäden und kann beim Menschen, je nach Grad der Verstrahlung, binnen kurzer Zeit zum Tod führen.

Bei einer Kernschmelze hören die Druck- und Siedewasserreaktoren des Kraftwerkes auf zu arbeiten, dadurch wird die üblicherweise kontrolliert ablaufende Kettenreaktion unterbrochen und die Erzeugung der sogenannten „Spaltleistung“ zur Energiegewinnung setzt aus. Wenn darüber hinaus noch sämtliche Kühlungssysteme versagen, können sich die Brennstäbe so stark erhitzen, dass der in den Brennstäben eingeschlossene Kernbrennstoff schmilzt und sich am Boden des Reaktors festsetzt und dort mit den geschmolzenen „Hüllrohren“, in denen der Kernbrennstoff vorher eingeschlossen war, zusammenläuft.

Im Endstadium können sich der geschmolzene Kern bzw. die geschmolzenen Kernbrennstoffe dann durch den Reaktorbehälter sowie durch die Gebäudewände des Kernkraftwerkes fressen. Dadurch ist es möglich, dass die radioaktiven Stoffe ins Grundwasser gelangen und somit eine nachhaltige Schädigung des Grundwassers hervorrufen.

Mit einer Kernschmelze gehen üblicherweise weitere Negativfolgen einher, beispielsweise Dampf- und Wasserstoffexplosionen, welche ebenfalls schwere Schäden hervorrufen können.

Eine besonders gefährliche Form der Kernschmelze ist die sogenannte Hochdruckkernschmelze. Bei einer solchen Hochdruckkernschmelze gelingt es nicht, innerhalb der ersten Phase der Kernschmelze den Druck im Kraftwerk stark abzusenken, so dass die heiße Schmelze der Brennstäbe die Reaktorwände schwächen kann, was im Extremfall zu Lecks im Reaktor führen kann. Wenn dann durch die Lecks radioaktives Material aus dem Reaktor entweichen kann, sind die Folgen unvorhersehbar. Eine solche Hochdruckkernschmelze ereignete sich beispielsweise 1986 im ukrainischen Kernkraftwerk Tschernobyl. Die Folgen dieses katastrophalen Ereignisses sind bis heute spürbar.

Um zukünftige Kernschmelzen zu vermeiden und um das Risiko von Reaktorunfällen zu minimieren, werden heute spezielle „Core-Catcher“ verwendet, die den Reaktorkern im Falle einer Kernschmelze auffangen und „unschädlich“ machen sollen. Insgesamt wird die Gefahr einer Kernschmelze dadurch zwar signifikant verringert, dennoch bleibt bei sämtlichen Kernreaktoren, auch bei solchen, die „westlichen Baumaßstäben“ entsprechen, immer ein gewisses Restrisiko vorhanden. Nukleare Zwischenfälle lassen sich deshalb auch trotz der heutigen Technik nicht ganz ausschließen.