炉心溶融
発生した水素は、外部から冷却のために注入された水から発生した酸素、あるいは原子炉内圧力が下がったとき亀裂などから流入した酸素などと混合したとき、あるいは原子炉格納容器内の蒸気圧が高くなり密閉材の耐圧限界を超えて格納容器から水蒸気などとともに建屋に漏れ出るなどすると空気と混ざって爆発を起こす恐れがある。原子炉内部で水素爆発が発生すると容器や建屋を大きく破壊し、事態をより悪化させる恐れがある。これを防ぐために、「ベント」（排気; ベンチレーション。原子炉格納容器の圧力抑制室または原子炉格納容器そのものに通じる弁を大気に開放し内圧を下げること）のほか静的触媒式水素再結合装置によって水素を酸素と結合させて水蒸気として取り除いたり、水素燃焼装置（イグナイタ）により炉心損傷時に短時間に発生する多量の水素を計画的に燃焼させるなどといった対策が行われる。
水素爆弾
歴史上最大の威力の水爆は旧ソビエト連邦のRDS-220「ツァーリ・ボンバ」と呼ばれるもので50メガトン（Mt ; 広島型原爆の約3,300倍、第二次世界大戦で使用された全爆薬の10倍）の核出力を誇った（本来の設計上は100 Mtを超えていたが、自国の環境に配慮して威力を抑えたといわれている）。この爆弾は長さ8 m、直径2 m、重さ27 tと巨大な物で、専用改修を受けたTu-95爆撃機に搭載され、1961年10月30日にノヴァヤゼムリャ島の上空約4,000 mで炸裂した。爆発による衝撃波が地球を3周したことが観測されたということからも、その威力の大きさが窺える。