冷卻系統(tǒng)是防止核燃料升溫熔毀的關(guān)鍵，在核電站反應(yīng)堆喪失冷卻功能后，日方只能不斷注水，期望能將安全殼注滿水以冷卻燃料。然而不幸的是，由于反應(yīng)堆的安全殼破損，這種“水棺”方式產(chǎn)生了大量高放射性污水，部分污水蓄積在渦輪機(jī)房地下室等建筑中，還有部分泄漏到機(jī)組附近地下隧道、豎井甚至海中，污染了核電站及其周邊的土壤、地下水和附近海域。

曾被寄予厚望的“水棺”方式失敗后，東電公司于5月中旬開(kāi)始采用“循環(huán)注水冷卻”法，即將反應(yīng)堆渦輪機(jī)房等處積存的大量污水進(jìn)行處理后，注入反應(yīng)堆用于冷卻。

實(shí)現(xiàn)循環(huán)注水冷卻的關(guān)鍵，是一套由美國(guó)庫(kù)里永公司和法國(guó)阿海琺公司的相關(guān)設(shè)備組成的污水凈化系統(tǒng)，以及東芝公司制造的銫吸附清除設(shè)備。但它們自啟動(dòng)后小故障不斷，至8月中旬，共發(fā)生設(shè)備暫停工作、水龍帶漏水等故障30多次。東電公司9月初稱，在過(guò)去的一周內(nèi)，這套系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率為90％，達(dá)到該系統(tǒng)啟動(dòng)以來(lái)的最高水平。但其每小時(shí)的污水處理能力還不足40噸，而東電公司最初的設(shè)想是每天處理1200噸。

由于污水處理不順利，核電站內(nèi)的污水不減反增。6月下旬，福島第一核電站內(nèi)的污水總量約有11萬(wàn)噸。到8月底，污水總量上升到11.3萬(wàn)噸。

核電站搶險(xiǎn)持續(xù)半年后，長(zhǎng)期在高輻射環(huán)境中作業(yè)、高強(qiáng)度的工作和恐懼心理都在影響搶險(xiǎn)人員的健康。 

參與搶險(xiǎn)的東電公司及合作企業(yè)的員工合計(jì)已超過(guò)1.2萬(wàn)人。截至8月末，已有人遭受的輻射量累積超過(guò)250毫西弗，其中最高者達(dá)678毫西弗，另有97人超過(guò)100毫西弗。而日本規(guī)定在緊急狀況下每名搶險(xiǎn)人員累積承受的輻射量安全上限為100毫西弗。 

除高劑量輻射外，全套防輻射服裝相當(dāng)厚重，加上盛夏酷暑，超過(guò)40名員工出現(xiàn)中暑癥狀。員工休息處沒(méi)有淋浴，食物多半是餅干和罐頭之類，在嚴(yán)酷環(huán)境下，許多工作人員即使很疲勞也難以睡好。東電公司8月30日承認(rèn)，一名參與搶險(xiǎn)的合作企業(yè)員工突發(fā)急性白血病死亡。

經(jīng)過(guò)半年夜以繼日的“降溫”和“堵漏”，到8月中旬，福島第一核電站泄漏的放射性物質(zhì)銳減。東電公司8月17日稱，在最近兩周，事故核電站1號(hào)～3號(hào)機(jī)組泄漏的放射物最高活度為每小時(shí)約2億貝克勒爾，已下降到事故剛發(fā)生后的千萬(wàn)分之一。照此推算，福島第一核電站與外部交界處的輻射量最高為每年0.4毫西弗。核電站外最高輻射量每年1毫西弗被認(rèn)為是判斷反應(yīng)堆停止運(yùn)行并冷卻至常溫安全狀態(tài)的條件之一。 

另?yè)?jù)日本政府和東電公司組成的聯(lián)合對(duì)策室介紹，自7月以來(lái)，事故核電站1號(hào)～4號(hào)機(jī)組的所有乏燃料池陸續(xù)啟用正式冷卻系統(tǒng)。對(duì)策室認(rèn)為在這一點(diǎn)上，已經(jīng)提前實(shí)現(xiàn)了搶險(xiǎn)第二階段的部分目標(biāo)。 

日本新首相野田佳彥9月2日組閣后，在當(dāng)晚的記者會(huì)上說(shuō)，當(dāng)務(wù)之急是盡快平息核電站事故，實(shí)現(xiàn)福島第一核電站核反應(yīng)堆穩(wěn)定及清除核電站周邊地區(qū)的放射物。9月8日，野田佳彥又在視察福島縣時(shí)表示，將舉全國(guó)之力平息核事故，實(shí)現(xiàn)福島地區(qū)的“復(fù)興”。