経済産業省の原子力安全・保安院によると、11日午後3時42分、東京電力から福島第一原子力発電所1、2号機(福島県大熊町)で炉心を冷やす緊急炉心冷却システム(ECCS)が動かなくなった、という連絡が入った。別の装置で炉心に水を入れて冷やしていたが、午後8時半にはそれも止まった。
枝野幸男官房長官は同日夜、首相官邸で記者会見し、「原子力災害対策特別措置法に基づき、原子力緊急事態宣言を発令した」と発表した。緊急事態宣言の発令は初。
保安院によると、地震で原子炉は停止したが、核燃料の熱が出るため、炉心に水を入れて冷やす必要がある。炉心に注水する隔離時冷却装置は動いていたが停止。停電に加え、13機ある非常用のディーゼル発電機もすべてが停止し、ECCSが作動しない状態が続いていた。
東電は、電源車51台を同原発に向かわせ、同日深夜に1台が到着、2号機の一部の電源を確保した。ただ、1、2号機とも、水位は徐々に低下しているという。東電は12日未明の会見で、原子炉の格納容器の圧力が高まっているとして、放射能を含む蒸気を外部に逃して格納容器の損傷を防ぐことを検討していることを明らかにした。
政府は11日午後9時23分、特措法に基づき、東京電力福島第一原子力発電所から半径3キロ以内の住民に対して避難指示を、また半径3〜10キロ以内の住民に屋内待避の指示を発令した。枝野官房長官によると、現時点で放射能漏れは確認されていないという。
また、福島第二原発の2、4号機でも津波の影響で海水冷却ポンプが止まった可能性があり、このまま止まり続けると、現在は機能しているECCSに影響を及ぼす可能性があるという。