冷卻系統(tǒng)是防止核燃料升溫熔毀的關鍵，在核電站反應堆喪失冷卻功能后，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，由于反應堆的安全殼破損，這種“水棺”方式產生了大量高放射性污水，部分污水蓄積在渦輪機房地下室等建筑中，還有部分泄漏到機組附近地下隧道、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月中旬開始采用“循環(huán)注水冷卻”法，即將反應堆渦輪機房等處積存的大量污水進行處理后，注入反應堆用于冷卻。

實現循環(huán)注水冷卻的關鍵，是一套由美國庫里永公司和法國阿海琺公司的相關設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備。但它們自啟動后小故障不斷，至8月中旬，共發(fā)生設備暫停工作、水龍帶漏水等故障30多次。東電公司9月初稱，在過去的一周內，這套系統(tǒng)的運轉率為90％，達到該系統(tǒng)啟動以來的最高水平。但其每小時的污水處理能力還不足40噸，而東電公司最初的設想是每天處理1200噸。

由于污水處理不順利，核電站內的污水不減反增。6月下旬，福島第一核電站內的污水總量約有11萬噸。到8月底，污水總量上升到11.3萬噸。

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

參與搶險的東電公司及合作企業(yè)的員工合計已超過1.2萬人。截至8月末，已有人遭受的輻射量累積超過250毫西弗，其中最高者達678毫西弗，另有97人超過100毫西弗。而日本規(guī)定在緊急狀況下每名搶險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厚重，加上盛夏酷暑，超過40名員工出現中暑癥狀。員工休息處沒有淋浴，食物多半是餅干和罐頭之類，在嚴酷環(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，一名參與搶險的合作企業(yè)員工突發(fā)急性白血病死亡。

經過半年夜以繼日的“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銳減。東電公司8月17日稱，在最近兩周，事故核電站1號～3號機組泄漏的放射物最高活度為每小時約2億貝克勒爾，已下降到事故剛發(fā)生后的千萬分之一。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毫西弗被認為是判斷反應堆停止運行并冷卻至常溫安全狀態(tài)的條件之一。 

另據日本政府和東電公司組成的聯(lián)合對策室介紹，自7月以來，事故核電站1號～4號機組的所有乏燃料池陸續(xù)啟用正式冷卻系統(tǒng)。對策室認為在這一點上，已經提前實現了搶險第二階段的部分目標。 

日本新首相野田佳彥9月2日組閣后，在當晚的記者會上說，當務之急是盡快平息核電站事故，實現福島第一核電站核反應堆穩(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表示，將舉全國之力平息核事故，實現福島地區(qū)的“復興”。