في حال تعرض مفاعل نووي عامِل للقصف والتدمير الخارجي فإن العواقب قد تكون كارثية وذات اثر ممتد لأزمان طويلة، تشمل:
الأضرار المادية الفورية: عندما تتعرض المنشأة النووية لقصف مباشر، فإن أحد أخطر السيناريوهات هو اختراق قلب المفاعل . هذا الحدث الجسيم ينطوي على سلسلة من التفاعلات المتسارعة التي قد تؤدي إلى كارثة إشعاعية غير مسبوقة.

تتمثل الأضرار المادية الفورية بما يلي:

تدمير وعاء المفاعل: والذي يصمم عادة لتحمل ضغوط هائلة (عادةً من الفولاذ بسمك 20-30 سم)

انصهار قضبان الوقود: تحتوي القضبان على اليورانيوم المخصب بنسبة 3-5% (في مفاعلات توليد الطاقة)

تلف انابيب نظام التبريد الرئيسية: ويعتمد نظام التبريد على تدوير الماء تحت ضغط عال

تؤدي سلسلة الأحداث الفورية المتتابعة الى فقدان سائل التبريد الذي يمكن ان يؤدي الى تجمَع حرارة عالية تؤدي الى انصهار قلب المفاعل وانطلاق مواد شديدة الإشعاعية مثل نظائر اليود والسيزيوم والسترونشيوم وانتشارها في المناطق المحيطة وامكانية انتقالها الى مناطق بعيدة وتلويثها. اضافة الى امكانية اختلاط المواد النووية مثل مادة الزركونيوم مع الماء والذي يؤدي الى تكون الهيدروجين شديد الإنفجار تحت ضغط عالي حيث يعتبر الهيدروجين قنبلة موقوتة داخل المفاعل تؤدي الى سلسلة انفجارات متتابعة على مدى عدة ايام . هذه الإنفجارات يكون لها اثر مدمر على مبنى المفاعل وفقدان سائل التبريد وانصهار الوقود وانتشار المواد المشعة في المناطق المحيطة. وقد تؤدي سلسلة الإنفجارات والأحداث المتتابعة الى تدمير القاعدة الخرسانية لقلب المفاعل مما يؤدي الى اختلاط المواد المشعة بالمياه الجوفية وتؤدي ايضا الى سلسلة انفجارات بخارية، اضافة الى تلوث دائم لمصادر المياه الجوفية و دخول المواد المشعة لسلسلة الغذاء.

تعتبر احواض تخزين الوقود المستنفذ نقطة الضعف الكبرى في المنشأة النووية، حيث يطلق عليها تعبير القنبلة الإشعاعية المنسية: عادة يتم تخزين الوقود النووي المستنفذ والذي يحتوي على اليورانيوم والبلوتونيوم الإنشطاريين في احواض مائية بشكل دائم. ان تدمير احواض التخزين يؤدي الى فقدان ماء التبريد حيث تتجمع حرارة عالية جدا تصهر مادة الزركونيوم المغلفة للوقود النووي مما يؤدي الى انفجارات تطلق مواد شديدة الإشعاعية مثل السيزيوم واليود والذي يؤدي الى تشكل سحابة اشعاعية ملوثة للمنطقة الممتدة حول منطقة الإنفجار. ان سلسلة الأحداث هذه قد تؤدي الى تأثيرات تتجاوز مفعول قنبلة نووية مثل قنبلة هيروشيما بعدة اضعاف.

التسرب الإشعاعي الواسع النطاق والذي يطبق عليه اسم القاتل غير المرئي: عند التعرض للإشعاع النووي عن طريق التعرض المباشر او التلوث الخارجي او الإستنشاق والبلع تظهر تأثيرات آنية وتأثيرات طويلة الأجل. تتميز التأثيرات قصيرة الأمد باعتمادها على كثافة ونوع الإشعاع ومدة التعرض، فقد تتمثل بالوفاة المباشرة او خلال ايام او قد تؤدي الى حروق وغثيان وماشابه ذلك من اعراض. اما التأثيرات طويلة المدى والتي قد تنتج من تغييرات جينية وراثية، او سرطانات فهي تنتج إما مباشرة من التعرض للإشعاع او من خلال تأثير الإشعاع على البيئة والمياه والسلسلة الغذائية والنظم البيئية المحيطة. اضف الى ان التلوث البيئي قد يمتد الى اماكن بعيدة اعتمادا على الظروف الجوية السائدة. ان ازالة التلوث الإشعاعي وتنظيف وتأهيل المنطقة يحتاج الى اموال طائلة والى ازمان طويلة بعدة اجيال نظرا للظروف الإشعاعية ولطبيعة المواد المشعة الملوثة للبيئة، وبهذه الحالة تصبح المنطقة الملوثة غير صالحة.

على ان تدمير مفاعل يعمل على وقود بدرجة تخصيب اعلى من مفاعلات الطاقة، مثل مفاعل ابحاث، فإن تأثيرات التدمير تعتمد على عدة عوامل منها نسبة تخصيب الوقود وكميته وعمر المفاعل والتصميم الهندسي للمنشأة ومدى التدمير. لكن التأثيرات المحتملة وفي معظم المفاعلات العاملة لن تصل الى درجة حدوث الإنفجار النووي.

وبعد، لايمكن الإستهانة بتدمير مفاعل نووي مما له آثار مدمرة في جميع المجالات الإقتصادية والإجتماعية والسياسية والبيئية والأمنية. ان هذا الأمر سيؤدي الى تغيير ديموغرافي وبيئي شامل.