�眽鉆q廠的潛在危險來自於反應器內的大量放射性物質，為了防範放射性物質從電廠釋放到環境裏，傷害民眾。整個核能電廠從設計、施工到運轉，甚至於意外事故的處置，都必須嚴格遵循相關的法規要求。整個核能電廠安全措施設計理念植基於「深度防禦」的哲學。所謂深度防禦，是將放射性物質置於層層安全保護防禦屏障之中，以阻止放射性物質與外界環境接觸。深度防禦的邏輯如下：縱使第一層防禦因故而失效，還有第二層防禦可提供安全保護；要是不幸第二層防禦也敗下陣來，仍然有第三層防禦，甚至第四層防禦……可持續提供安全防禦。多層防禦的目的是要把核能電廠發生核子事故的機會及其產生的影響均降到非常低的程度。
如上圖所示，電廠即採取深度防禦的多重障礙，以阻隔放射性物質進入生物圈。核分裂發生在燃料丸內，而絕大部份的放射性物質帶有極大的電荷，故平均移動距離非常的短，因此均滯留在核分裂發生處，只有非常少量的惰性氣體和具高揮發性的碘，會藉著擴散作用而離開燃料丸。燃料丸是層層防禦的最前線。
第二道防禦則是燃料棒，燃料丸裝入鋯合金燃料護套成為燃料棒，只要護套不破裂，溢出燃料丸的放射性氣體及碘，還是可以有效的被阻滯在燃料護套之內。商用核能電廠所使用的反應器中，通常裝填有數萬根的燃料棒。眾多的燃料棒中，很可能會有少數因製造組裝過程的缺陷、長時間使用的材料腐蝕等原因，而無法完全將放射性氣體密封侷限住。對此，電廠設計有其它的系統，可以吸收或遲滯這些從燃料棒溢出的放射性氣體。一般說來，在正常運轉狀況之下，從核能電廠排出的放射性氣體，對附近民眾造成的輻射劑量，只有自然背景輻射的百分之一而已。
第三道防禦是厚實反應器壓力槽和相連密閉冷卻水系統。從燃料棒洩漏出來的分裂產物，均會被侷限在密閉冷卻水循環系統內，只有少量放射性物質會從維修不完善的閥門、幫浦或其它組件而洩漏到系統之外，形成空浮。電廠設計的最後一道防線是圍阻體結構，它是厚實鋼筋混凝土的建築物，把反應器及密閉冷卻水循環系統通通納入它的防護範圍。任何自反應器或冷卻水系統釋出之放射性物質，均無法釋放到外界環境。