在核电站的紧急停堆状况下，控制棒和安全棒会全部插入。在硼冷却水的共同作用下进入停堆状态，也就是次临界状态。

在核电站的紧急停堆状况下，控制棒和安全棒会全部插入。在硼冷却水的共同作用下进入停堆状态，也就是次临界状态。次临界状态是指裂变产生的中子少于能产生裂变的中子。在外界条件不变的情况下，裂变反应会越来越少，产生的热量也越来越少。但紧急停堆后堆芯温度还很高，如果不提供有效冷却，冷却水会很快被化成蒸气烧光。冷却水没了，堆芯的燃料棒会出现裸露，这部分失去了吸收中子的硼，这会导致这个区域的燃料棒重返临界，产生高温，发生堆芯熔化。如果只是熔化，是不会发生爆炸的（核电站是不会发生核爆炸的，因为所有核燃料的浓度不够高）。爆炸是由于高温下水和燃料棒外壳锆合金在高温下与水发生反应产生的氢气，氢气泄漏后发生的爆炸。

福岛核电站的反应堆在地震后插入的全部控制棒和安全棒，并进入停堆状态。但如上所述，这时候堆芯温度依然很高，需要用冷却水继续降温来达到冷温停止状态。后来海啸把应急柴油机电源冲毁了，冷却水循环泵停止工作后出现核燃料棒干烧、锆合金外壳破损，以及后来的氢爆情况。