Bei Ausfall der Kernkühlung heizt sich der Reaktorkern lokal auf (zunächst einzelne Brennstäbe) und die Kernzerstörung beginnt mit der Oxidation der Brennstäbe und mit dem Bersten der Brennstab-Hüllrohre bei ca. 900 °C. Als Folge werden die im Brennstab angesammelten leichtflüchtigen Spaltprodukte und Edelgase in den Reaktor freigesetzt. Mit den Brennstäben heizen sich auch die Steuerstäbe auf, die infolge eutektischer Wechselwirkungen ab ca. 1.200 °C zerstört werden. Das abfließende Material lagert sich in tieferen kälteren Kernbereichen wieder an.

(Die Begriffe "Eutektikum" und "eutektische Wechselwirkung" stammen aus der Materialwissenschaft und bezeichnen bestimmte Mischungen von Stoffen bzw. Legierungen. Hier ist nur wichtig zu verstehen, dass solch eine Mischung oder Legierung einen niedrigeren Schmelzpunkt haben kann als die Einzelstoffe, die jeweils Bestandteil der Mischung bzw. Legierung sind.)

Mit voranschreitender Kernaufheizung verstärkt sich die Oxidation der Zirkaloy-Brennstabhüllrohre sowie der Zirkaloy-Brennelementkästen und der Kernschmelzvorgang beginnt. Die Oxidation ist eine exotherme Reaktion, die zusätzlich große Mengen Wärme im Kern freisetzt.

Oberhalb von etwa 1.750 °C beginnt Zirkaloy zu schmelzen, Zirkaloy-Oxid (ZrO2) erst bei etwa 2.700 °C K und UO2 bei etwa 2.850 °C. Experimente z.B. an der PHEBUS-Anlage in Frankreich aus den 90er Jahren haben aber gezeigt, dass eine heftige Kernzerstörung bereits ab ca. 2.250 °C einsetzt, bedingt durch eutektische Wechselwirkungen verschiedener Materialien. Dabei werden auch große Mengen flüchtiger Spaltprodukte und Edelgase in den Reaktor freigesetzt. Das verflüssigte Kernmaterial lagert sich zunächst in tiefere Bereiche des Reaktorkerns um und erstarrt dort wieder, wenn die Kühlung gegeben ist.