1979年3月28日，美国三里岛压水堆核电厂二号堆发生了严重的堆芯失水事故。事故起因于二回路水泵故障，导致事故冷却系统自动启动，然而由于工人检修后未开启阀门，导致冷却系统失效。当堆内温度和压力上升，反应堆自动停堆，卸压阀开启排出部分混合物，但操作失误导致应急冷却系统被误关。由于多重失误与设备故障，事故逐渐升级，最终导致堆芯熔化。幸运的是，由于核反应堆有安全屏障，未造成人员伤亡，仅少数人受到低于半年允许剂量的辐射。
尽管事故发生在距离核电厂80千米内的公众中，平均每人受到的辐射剂量极低，远低于天然本底值，对环境影响微乎其微。事故发生后，巴布科克和威尔科克斯公司在三里岛上建设的90万千瓦核电站部分设施受损，2号设备的故障导致蒸汽压力过高，机壳容器内的放射性物质泄漏。政府为保护公众健康，转移了当地孕妇和儿童，并有居民选择移居。总统吉米·卡特宣布不再新建核电站，这导致相关公司如巴布科克和威尔科克斯公司倒闭，核电建设在美国停滞。
直到21世纪初，美国面临电力短缺，政府重新考虑核电站建设。2000年和2003年，加利福尼亚州和纽约州电力危机严重。奥巴马政府时期，美国重启了核电站计划，但因过去31年的空白，目前无法自行建设。2012年，NRC批准了两个新核电站，采用西屋公司AP1000技术，如沃格特勒和萨默尔核电站。然而，韩国在三里岛事故32周年之际，环保组织呼吁政府停止核能扩张，反映了国际社会对核能安全的持续关注。
1979年3月28日凌晨4时，美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站第2组反应堆的操作室里，红灯闪亮，汽笛报警，涡轮机停转，堆芯压力和温度骤然升高， 2小时后，大量放射性物质溢出。在三里岛事件中，从最初清洗设备的工作人员的过失开始，到反应堆彻底毁坏，整个过程只用了120秒。6天以后，堆芯温度才开始下降，蒸气泡消失——引起氢爆炸的威胁免除了。100吨铀燃料虽然没有熔化，但有60%的铀棒受到损坏，反应堆最终陷于瘫痪。此事故为核事故的第五级。（核事故共7个级别，级别越高，危害越大）