乏燃料中有未裂变和新生成的易裂变核素、未用完的可裂变核素、许多裂变产物和超铀元素。乏燃料含有大量的放射性，并且还会继续释放出自衰变热量。一般乏燃料从反应堆卸出后，会被立刻装进反应堆边上的开放式冷却池里。用水来屏蔽乏燃料的放射性并吸收它放出的热量。一般情况下，乏燃料水池的水量能量容纳20年的乏燃料，其深度达到11米，池内的水温为40℃。福岛核电站四号反应堆乏燃料池冷却水流失，导致池水温度上升到了80℃，水位也下降很多，如果注水和冷却不及时，导致乏燃料露出水面并破坏，会有放射性的粉尘飘散到空气中，造成辐射损伤和污染环境，因此需要向乏燃料池中注水。