東京電力福島第一原子力発電所で１６日、２号機の圧力容器内の圧力が、ほぼ大気圧の水準まで大幅に低下した。
原子炉の最高水準の気密性が失われ、強力な放射性物質が外部に漏出し始めた恐れがある。
３、４号機では使用済み燃料貯蔵プールの水が枯渇する恐れが高まり、政府は自衛隊ヘリによる水や薬剤の空中散布を決めたが、上空の放射線が強すぎるため、この日の散布を断念した。
世界の原子力史上も極めてまれな危機が複数の原子炉で同時進行するという、想像を絶する事態となってきた。
原発の周辺では１５日夜から放射線量が上がり始め、深夜に毎時８・１ミリ・シーベルトを記録。
その後、１６日朝にかけ一度下がったが、３号機で白煙が上がるなどした後、午前９時４０分頃から再び上昇し始め、同１０時４５分には同６・４ミリ・シーベルトとなった。
１６日午前１１時５０分現在、同２・６ミリ・シーベルトとなっている。
東電は１６日午後、３号機で発生した白煙について、煙の色から、使用済み燃料プールで冷却水が沸騰して蒸発したとの見解を改めて示した。
経済産業省原子力安全・保安院も同様の見解を示した。
枝野官房長官は午前１１時過ぎの記者会見で、３号機の原子炉格納容器が破損している可能性を示唆したが、同日夕の会見で、専門家がデータを検討した結果として、「そうした（２号機が原因の）可能性の方がより高いという分析をした」と述べ、発言を修正した。
３号機は１４日午前に水素爆発で天井が飛び、燃料プールが露出していた。周辺は放射線である中性子を吸収するホウ酸を注入する作業を検討していたが、現場付近は放射線量が高く、近づけない状況が続いている。
燃料プールの温度や水位は、地震後の津波で停電のため、現在１～４号機で確認できていない。
１５日午後４時から１６日午後２時にかけて、５号機のプール水温が５７・３度から６２・７度に、６号機では５６度から６０度（いずれも通常時は４０度前後）と上昇していることを明らかにした。
２号機の圧力容器の圧力は１６日午前１時３５分以降、ほぼ大気圧と同じレベルまで低下し、格納容器の圧力も１６日午前６時に、それまでの２２０キロ・パスカルから４５キロ・パスカルへ大幅に低下した。
東電担当者は「格納容器や圧力容器の気密性が失われた可能性を否定できない」と説明。１６日午後０時半に敷地正門で約１１ミリ・シーベルトが検出されるなど同日午前１０時２０分以降、１ミリ以上の放射線量が計測され続けている原因として、３号機のプール沸騰に伴って放射性物質を含んだ蒸気が放出されたか、２号機炉内の放射性物質が外部に放出された恐れがあるとしている。